Instalaciones Eléctricas en Baja Tensión

Manual técnico
de instalaciones eléctricas
en baja tensión
Primera edición, 2003
Segunda edición, agosto 2005
Tercera edición, abril 2006
Cuarta edición, marzo 2007
Quinta edición, junio 2009
Sexta edición, mayo 2011
Séptima edición, junio 2012
Octava edición, enero 2015
© 2012
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Manual técnico
de instalaciones eléctricas
en baja tensión
CABLES
México฀•฀2015
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Capítulo 1
Conceptos básicos de la electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Origen de la electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Átomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Estructura interna de los metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Estructura de los no metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Cargas eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Electricidad estática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Qué es una descarga eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Comportamiento de los cuerpos cargados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Cargas inducidas en cuerpos neutros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Medidas de las cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Corriente eléctrica y campos magnéticos asociados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Carga y FEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Electricidad y magnetismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Conductores, semiconductores y aislamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Aisladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Parámetros eléctricos, definición, analogías y unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Corriente directa y corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Corriente directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
La corriente directa nunca cambia de dirección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Corriente directa vs. corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Inducción electromagnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Onda sinusoidal de c.a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Factores que afectan la resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Medida de la resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Resistencia de un conductor eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Relación entre voltaje, corriente y resistencia. Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Ejercicios prácticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Potencia, pérdidas de energía y energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Ejercicios prácticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Pérdidas de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Relación entre voltaje, corriente, resistencia y potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Capítulo 2
Conceptos básicos de circuitos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
El circuito eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Leyes de Kirchoff de conservación de la corriente y tensión en circuitos . . . . . . . . . . . . . 36
Primera Ley o Ley de Conservación de la Corriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Segunda Ley o Ley de Conservación de la Tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Cálculo de tensiones y corrientes en circuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Circuitos en serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Circuitos en paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Equivalentes de resistencias en serie y en paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Circuitos monofásicos y trifásicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Sobrecorrientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Sobrecargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Cortocircuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Fallas a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Identificación de los conductores por medio de colores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Circuitos alimentadores y derivados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Generación, transmisión y distribución eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Potencia real y potencia aparente en circuitos de corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Capítulo 3
Componentes de las instalaciones eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Conductores eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Conductor eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
¿Por qué el cobre es el metal que se prefiere en la elaboración
de conductores eléctricos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Flexibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Proceso de fabricación y pruebas de aseguramiento de la calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Problemas ocasionados por conductores de mala calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Aislamiento de los conductores eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Presentación de productos, características y aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
Línea de productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R. tipoTHW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Cable multiconductor Vinanel XXI RoHSM.R. tipo THW-LS/THHW-LS
90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Alambres y cables Condumex ZER0H M.R.
tipo THW-LS/THW-LS Libre de halógenos Ct-Sr 90 °C, 600 V RoHS para
Instalaciones de alta seguridad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
Alambres y cables VinanelM.R. Nylon RoHS tipo THHN/THWN-2
90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Cables VulcanelM.R. XLP tipo XHHW-2 LS CT-SR, RoHS 90 OC, 600 V . . . . . . . .82
Cables VulcanelM.R. XLP RoHS tipo RHH/RHW-2 90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . 84
Cables VulcanelM.R. EP-FR+CPE RoHS tipo RHH/RHW-2
90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Cordón FlexanelM.R. uso rudo tipo SJT 60 °C, 300 V RoHS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Cordón FlexanelM.R. uso extra-rudo tipo ST 60 °C, 600 V RoHS . . . . . . . . . . . . . . 90
Cordón uso rudo tipo SJO 90 °C, 300 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Cordón uso extra-rudo tipo SO 90 °C, 600 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Interruptores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Voltaje nominal del interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Corriente nominal de un interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Falla eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Sobrecorriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
Conceptos básicos sobre interruptores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Clasificación general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Componentes básicos de un interruptor termomagnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
Características de los fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Desventajas en el uso de fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Clasificación de los fusibles de baja tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Construcción de fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Condiciones de operación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Comportamiento del fusible en circuitos de corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Lámparas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Lámparas fluorescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Color de las lámparas fluorescentes y sus aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Lámparas incandescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Centros de carga y tableros de distribución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Antecedentes y conceptos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Tipos de montaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Funciones del tablero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Tableros con zapatas principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Tableros con interruptor principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Contactos y apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Accesibilidad de los apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Montaje de los contactos y apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Contactos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Canalizaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Tubos (conduit) metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Tubo (conduit) no metálico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
Ductos metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
Bus ducto (electroducto) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Cajas y accesorios para canalización con tubo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
Ductos metálicos con tapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Charolas para cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Simbología e interpretación de planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
Símbolos en instalaciones eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
Planos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Principios del alambrado eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
Los dibujos o planos para la instalación eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
Elaboración de los diagramas de alambrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Detalles del alambrado y diagrama de conexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Capítulo 4
Normatividad y diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
Importancia de la norma de instalaciones eléctricas NOM-001-SEDE-2012 . . . . . . . . . . 133
Vista general de la norma de instalaciones eléctricas NOM-001-SEDE-2012 . . . . . . . . . 138
Diseño de las instalaciones eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
Planos de obra civil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
Determinación de las cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
Patio frontal, área AO1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Cochera, área AO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Pasillo 1 y cuarto de lavado, área AO3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Baño común, área AO4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Guardarropas 1 y 2, áreas AO5 y AO6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Recámaras 1 y 2, áreas AO7 y AO8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Guardarropa 3, áreas AO9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Pasillo 2, área AO10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Recámara principal, área AO11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Guardarropa principal, área AO12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Baño principal, AO13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Sala de descanso, área AO14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Comedor, área AO15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Cocina, área AO16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Patio de servicio, área AO17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Cálculo de corriente por carga o salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Salidas fluorescentes compactas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
Contactos o receptáculos de uso general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Contactos o receptáculos para pequeños aparatos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Contacto para lavadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Contacto para horno de microondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Contactos para cuartos de baño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Determinación de las cargas totales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
Circuitos de alumbrado general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Circuitos para otras cargas como: aparatos específicos, motores, elementos de
alumbrado empotrados, elementos de alumbrado para trabajo pesado,
rieles de alumbrado, alumbrado para anuncios y de realce y otras salidas . . . 156
Circuitos de 20 A para pequeños aparatos eléctricos en unidades
de vivienda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
Circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Circuitos de 20 A para cuartos de baño en unidades de vivienda. . . . . . . . . . . . . 157
Diseño de los circuitos derivados de la instalación y sus protecciones . . . . . . . . . . . . . . . .158
Circuitos derivados de alumbrado general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Circuitos derivados para otras cargas como: aparatos específicos, motores,
elementos de alumbrado empotrados, elementos de alumbrado para trabajo
pesado, rieles de alumbrado, alumbrado para anuncios y de realce
y otras salidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
Circuitos de 20 A para pequeños aparatos eléctricos en unidades
de vivienda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
Circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Circuitos de 20 A para cuartos de baño en unidades de vivienda. . . . . . . . . . . . . 167
Diseño del circuito alimentador de la instalación y su protección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Alambrado y canalizaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Selección de cables de circuitos derivados y alimentador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
Selección de calibre de los conductores que transportan corriente . . . . . . . . . . . . . . 175
Determinación del tamaño del conductor con base en la capacidad de
conducción de corriente requerida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
Determinación del tamaño del conductor con base en la caída de
tensión máxima recomendada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
Selección de calibre de los conductores de puesta a tierra de
equipos o de tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
Selección del calibre del conductor del electrodo de puesta a tierra . . . . . . . . . . . . .185
Electrodo de puesta a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186
Selección de la tubería conduit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188
Selección de las salidas, cajas de jalado y de empalmes y cajas de paso . . . . . . . . . . . . . . . 193
Capítulo 5
Unión y conexión de los cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Amarres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Amarre Western Union . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Amarre Cola de puerco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Amarre Dúplex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Amarre de alambres en “T” o de derivación ordinaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253
Amarre de alambres en “T” o de derivación anudada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255
Amarre de cables paralelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Amarre de cables torcidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Amarre de cables en “T” o derivación múltiple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Soldar y encintar empalmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Cintas de plástico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Cintas de hule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Cintas de tela o de fricción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Elaboración de terminales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Cómo hacer conexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Capítulo 6
Presupuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Análisis del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262
Visita a sitio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Selección de materiales y precios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265
Mano de obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265
Reporte del presupuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Introducción
rupo Condumex, empresa de Grupo Carso, es uno de los conglomerados industriales más importantes de México. Con la vocación permanente de vanguardia tecnológica, participa de manera
relevante en muy diversos ámbitos de la manufactura: desde conductores eléctricos y de telecomunicaciones hasta autopartes, pasando por transformadores de energía, componentes electrónicos y una
amplia gama de productos de cobre, aluminio y plástico.
Además, su enfoque de servicio integral le ha permitido realizar con éxito múltiples instalaciones
de sistemas de energía y redes para voz, datos y video, así como entregar proyectos llave en mano a
satisfacción del cliente.
Desde 1954, año en que inició sus operaciones, se convirtió rápidamente en el principal fabricante de
conductores eléctricos del país y se ha distinguido siempre por la alta calidad y el desarrollo tecnológico
de sus productos. Asimismo, ha sido reconocido por el servicio a sus clientes, al proporcionarles
herramientas para mejorar su desempeño y resultados.
Una clara muestra de ello es el Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión que ahora tiene
usted en sus manos. Se trata de una recopilación de información práctica para el diseño y realización de
instalaciones eléctricas de baja tensión.
Dos características distinguen a este manual: en primer lugar, su contenido es de fácil comprensión
para los interesados en aprender a realizar instalaciones eléctricas, pues sus temas son expuestos con un
lenguaje sencillo, sin abusar de la terminología técnica.
En segundo término, cabe resaltar que la información presentada está basada en la nueva Norma Oficial
Mexicana de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE-2012, por lo que este Manual será una valiosa
ayuda para las personas que, sin tener una carrera técnica en electricidad, quieren ejecutar una instalación
eléctrica confiable y segura, apegada a la normatividad nacional.
G
1
Capítulo
1
Conceptos básicos
de la electricidad
ELECTRICIDAD
a electricidad es un conjunto de fenómenos físicos referentes a los efectos producidos por las cargas eléctricas tanto en reposo como en movimiento.
Fue Benjamín Franklin quien denominó a los dos tipos de cargas, positiva y negativa; dedujo que
cuando una carga se produce, siempre otra de magnitud idéntica pero de carga opuesta se crearía.
La electricidad puede definirse como el movimiento de cargas eléctricas llamadas electrones. Los átomos
de la materia contienen electrones, que son partículas con cargas negativas. Los electrones se mueven
alrededor del núcleo de su átomo, el cual contiene partículas cargadas positivamente llamadas protones.
Normalmente las cargas positivas y las negativas se encuentran en equilibrio en la materia. Cuando los
electrones se mueven de su posición normal en los átomos, se observan efectos eléctricos.
L
ORIGEN DE LA ELECTRICIDAD
Átomo
La materia está formada por moléculas, las cuales están compuestas a su vez por átomos.
Los átomos son estructuras pequeñas y complejas. Son tan diminutos que el microscopio más potente
sólo puede darnos una ligera idea de ellos.
Todos los átomos tienen estructuras similares, pero difieren en tamaño y peso. Todos, excepto el
hidrógeno, están formados por tres partículas básicas (una partícula es una pequeñísima parte de la
materia). Dos de esas partículas, los protones y los neutrones, siempre están contenidas en el centro del
átomo, donde forman un pequeño núcleo interior denso y pesado.
La tercera clase de partículas, los electrones, son excesivamente pequeñas y muy ligeras, siempre están
girando alrededor del núcleo formando una nube de electrones.
Muchos de estos electrones son de enlace, porque no pueden separarse del núcleo a menos que una gran
fuerza los obligue. Si se aumentara el tamaño del átomo varios millones de veces, parecería un cuerpo esférico que no podría comprimirse fácilmente a un tamaño menor. Muchas sustancias puras o elementos
están constituidos por interminables filas muy parecidas de átomos idénticos, colocados en hileras sobre
hilera, en pequeñas zonas de espacio vacío entre ellos.
Electrones
Núcleo
formado por neutrones
y protones
Átomo
3
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Este tipo de arreglo es llamado estructura cristalina; y es típico del estado sólido de muchos materiales.
Las sustancias mixtas o compuestas están constituidas por varias clases de átomos. Los átomos forman
racimos (moléculas) que se mantienen unidos por grandes fuerzas de atracción entre los átomos. Estas
moléculas a su vez forman el sólido.
Estructura interna de los metales
Todos los metales tienen una estructura cristalina semejante. Millones de millones de átomos se agrupan
muy juntos, tan juntos como sea posible, como naranjas en un cesto. Este arreglo deja un mínimo de
espacio vacío entre los átomos del metal.
Átomos
“Los átomos están acomodados
como naranjas en un cesto”
Si amplificamos más los cristales de metal, veremos que los espacios entre los átomos no están totalmente vacíos. Hay partículas extremadamente pequeñas, llamadas electrones libres, que aparecen en ellos con
un movimiento irregular: para atrás y adelante, para arriba y abajo, hacia todos lados, sin una trayectoria
definida. Muchos metales tienen un electrón libre por cada átomo de su estructura cristalina.
Electrones libres
Átomos de metal
El movimiento desordenado e irregular de los electrones libres es causado por la energía calorífica, que está
presente aun a muy bajas temperaturas. Cada átomo de metal contiene un cierto número de electrones
internos o fijos, los cuales no tienen libertad de abandonar el átomo.
4
Conceptos básicos de la electricidad
Electrones fijos
(dentro de los átomos)
Electrones libres
(entre los átomos)
Imaginemos que contamos con un microscopio tan potente que nos permitiera ver los átomos y miráramos los que hay en un alambre de cobre. Observaríamos que el electrón gira a una velocidad tan
elevada que casi no lo veríamos, y que su giro se realiza en todas direcciones, de forma tal que su trayectoria formaría una especie de esfera.
Veamos el átomo que está junto al que ya se observó y encontramos que el electrón del segundo
átomo también gira, pero en sentido contrario con respecto al primero. Además, observamos que las
dos esferas que forman con sus órbitas están unidas entre sí en un solo punto.
En ese punto de contacto pasa un electrón, miles y cientos de miles por segundo, y el electrón que
forma el átomo también pasa por el mismo punto, sin que en ningún momento se encuentren y choquen entre sí, sino que siempre permiten el paso uno del otro.
Átomos unidos en un solo punto, con los electrones girando en sentido contrario
Si seguimos observando los demás átomos que están a continuación, nos daremos cuenta de que van
formando una especie de cadena, cuyos eslabones serían las órbitas de los electrones, los cuales se tocarían en un solo punto y además sus trayectorias son contrarias una con respecto a otra, formando una
especie de tren de engranes.
Una de las características importantes del átomo es que es estable, es decir, no puede romperse ni
cambiar sus características.
Átomos formando una especie de cadena, similar a un tren de engranes
5
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
En condiciones naturales y normales de un átomo, no podemos agregarle o quitarle electrones, es decir,
si un átomo tiene tres electrones en sus órbitas, no podemos agregar otro para que sean cuatro o viceversa. Esto puede lograrse a través de métodos científicos muy complejos, como la ruptura del átomo o
fisión nuclear.
Si nosotros golpeáramos al electrón del primer átomo de la cadena de tal forma que éste se saliera de
su órbita y se metiera en la órbita del segundo átomo, este último, como no puede admitir dos electrones
en su órbita, tendrá que mandar su propio electrón a la siguiente órbita y así sucesivamente, hasta que
el último átomo tuviera en su órbita dos electrones.
Para que esto pueda lograrse, es necesario cerrar los extremos del conductor o del alambre, formando
lo que se conoce como un circuito cerrado.
El generador va a impulsar a los electrones para que pasen de una órbita a otra, pero para que esto
suceda es necesario que el circuito esté cerrado, en caso contrario, existiría la fuerza que trate de hacer
correr a los electrones; pero si el circuito está abierto, no habrá corriente, flujo continuo y controlado de
electrones de órbita a órbita.
G
Aparato con el que golpeamos o empujamos los electrones, al que llamamos generador
El flujo de electrones requiere una fuerza o presión que empuje los electrones en forma continua,
que se le conoce con el nombre de voltaje o tensión. Cuando el circuito está cerrado, a la circulación de
electrones que fluyen por el conductor se le conoce como corriente o intensidad de corriente.
Ahora bien, hemos hablado de un alambre de cobre, pero si hubiéramos hecho el análisis con un alambre de fierro, veríamos que la diferencia estriba en que los electrones del metal de fierro son más perezosos
que los del metal de cobre, es decir, se mueven con mayor dificultad al ser empujados por el voltaje.
Se dice que el alambre de fierro tiene más resistencia que el alambre de cobre, porque ofrece más resistencia al paso de la corriente eléctrica.
Estructura de los no metales
Muchos materiales no metálicos tienen una estructura interna absolutamente distinta a la de los metales.
En muchas de esas sustancias, los átomos se juntan para formar moléculas. Estos racimos de átomos o
moléculas se agrupan en hileras o cadenas para formar la sustancia, aun cuando un pequeño pedazo de
vidrio tiene millones de millones de moléculas.
La estructura interna del vidrio es un ejemplo típico de un no-metal cristalino. Las moléculas de
vidrio se agrupan ellas mismas con un patrón rígido, dejando entre los átomos y las moléculas espacios
vacíos relativamente grandes. Si se amplificara una molécula de vidrio, veríamos que no hay electrones
libres que ocupen los espacios vacíos entre los átomos. Esto sucede con muchos elementos y compuestos
no metálicos.
6
Conceptos básicos de la electricidad
Unos pocos compuestos similares al vidrio en su estructura interna, y que no contienen electrones
libres en condiciones normales, son: porcelana, plásticos, hule, mica, etcétera.
Cargas eléctricas
Electricidad estática
La electricidad estática es electricidad sin movimiento (estática = estacionario). Ya que la electricidad se define como una forma de energía, se concluye que la electricidad estática debe ser energía
eléctrica potencial.
Rompa un papel en pedazos, desparrame éstos sobre un área de su mesa. Luego pase su peine entre
sus cabellos varias veces y acerque el peine a los pedazos de papel. Observe cuidadosamente lo que pasa
cuando el peine se acerca aproximadamente a 1/3 de centímetro de los pedazos de papel. La fricción
entre su pelo y el peine ha dado a este último la capacidad de atraer. Este sencillo experimento fue conocido por los griegos hace más de 2 000 años, aunque en lugar de los plásticos modernos ellos usaban
entonces la savia petrificada de los pinos, que encontraban en forma de huevecillos o de ramitas dispersas a lo largo de la orilla del mar Adriático. Esta resina petrificada, ahora llamada ámbar, atraía pequeños
pedazos de materia cuando era frotada con pieles.
Alrededor del año 1600 dC, el cirujano inglés William Gilbert intentó por primera vez encontrar la
verdadera naturaleza de la fuerza misteriosa de atracción del ámbar frotado. Gilbert encontró en su investigación que muchas otras sustancias también podían cargarse con esas fuerzas de atracción al frotarlas con
pieles o seda. Él dijo que la materia cargada con esa fuerza invisible de atracción estaba electrizada. Gilbert
formó esta palabra basándose en el nombre griego del ámbar (elektron), que fue la primera sustancia electrizada. El siguiente paso lógico fue llamar electricidad a esta fuerza que no tenía nombre.
Fuerza invisible
atrayendo el papel
El papel es atraído por un peine cargado
Qué es una descarga eléctrica
Para investigar la naturaleza de una carga eléctrica con más detalle, repitamos el experimento anterior
del peine, de manera ligeramente diferente. Pase el peine entre su pelo (un movimiento rápido y brusco
le dará mejor resultado), después acerque el peine a su cabello sin que llegue a tocarlo. Cuando la distancia entre su pelo y el peine cargado es corta, su pelo se levanta debido a que es atraído por el peine.
Nuestro interés realmente está en lo que sucede en el interior del peine y del cabello.
7
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
La siguiente es una explicación de este fenómeno basándose en los descubrimientos científicos realizados en el siglo XX: la estructura molecular del cabello y del peine no tiene electrones libres. La fricción
entre cabello y peine desprende electrones de las nubes de electrones de los átomos del cabello y los hace
pasar al peine. Esta fricción obliga al cabello a quedar con una deficiencia de electrones y al peine con un
exceso de electrones. Ni en el peine ni en el cabello sigue presente el número normal de electrones.
Peine
Electrones
Cabello
Transporte de electrones
mediante fricción
Peine y pelo cargados
Este experimento muestra que existe una fuerza de atracción entre el peine y el cabello cargados. Como
sólo hubo transporte de electrones al cargarse estos objetos, debemos concluir que un cuerpo que ha
perdido electrones trata de reponerlos, mientras que el que tiene exceso de electrones trata de deshacerse de ese exceso, y que tanto el peine como el cabello han recibido una carga eléctrica. Para distinguir
entre las dos clases de cargas se usan símbolos matemáticos.
La carga debida a una falta de electrones es llamada carga positiva. La carga debida a un exceso de
electrones es llamada carga negativa.
Comportamiento de los cuerpos cargados
La presencia de la fuerza invisible que ejercen los cuerpos cargados sobre cada uno de los otros puede
verse al acercar dos cuerpos cargados. Si los cuerpos cargados se cuelgan de hilos delgados, se atraerán o
rechazarán de acuerdo con la naturaleza de sus cargas. Los objetos con cargas diferentes se atraen, mientras que los cuerpos con cargas iguales se rechazan. La figura muestra todas las posibles combinaciones de
cargas y las fuerzas que actúan de acuerdo con cada combinación.
Hay tres posibles combinaciones de cargas diferentes:
• Neutro/positivo
• Neutro/negativo
• Negativo/positivo
Electrones
extraídos
Átomo
8
Electrones
introducidos
Átomo
Conceptos básicos de la electricidad
Hay dos combinaciones posibles de cargas iguales:
• Positiva/positiva
• Negativa/negativa
Si los dos cuerpos son eléctricamente neutros, o sea, no están cargados, no hay fuerzas eléctricas entre
ellos. Estos resultados se expresan en una ley básica de la electricidad llamada Ley de cargas:
Cargas iguales se rechazan, cargas diferentes se atraen
neutro
Se atraen
neutro
Se atraen
Se repelen
Se repelen
Se atraen
Cargas inducidas en cuerpos neutros
Anteriormente se vio que un cuerpo neutro es atraído por los cuerpos cargados tanto en forma positiva como negativa. Esto parece violar la segunda parte de la Ley de cargas, en la cual se establece que
solamente los cuerpos con diferentes cargas se atraen. Una breve explicación de lo que sucede dentro del
cuerpo neutro eliminará la confusión. Cuando se acerca un cuerpo cargado positivamente a un cuerpo
neutro, la carga positiva atrae los electrones del cuerpo neutro dando una carga negativa al lado que da
frente al cuerpo cargado.
En esta condición se cumple lo establecido en la segunda parte de la Ley de cargas: cargas diferentes se
atraen. El cuerpo neutro completo permanece neutro, ya que ni ha ganado ni ha perdido electrones;
sólo ha ocurrido un cambio de posición de electrones. Cuando se acerca una varilla con carga negativa a un
cuerpo neutro, los electrones del cuerpo neutro son rechazados por la carga igual de la varilla.
Esta acción desplaza los electrones al otro lado del cuerpo neutro, el cual queda cargado temporalmente en los dos lados. La carga negativa de la varilla y la temporalmente positiva del cuerpo neutro se atraen
una a la otra. Al alejar la varilla cargada, los electrones desplazados vuelven a su posición original.
Varilla cargada negativamente
(Exceso de electrones)
Varilla con carga positiva
(deficiencia de electrones)
Cuerpo
neutro
Cuerpo
neutro
Atracción
Este lado
resulta
cargado
negativamente
Traslado de
electrones
Atracción
Este lado adquiere
una carga positiva
temporal
Este lado resulta
con carga positiva
Traslado de
electrones
Este lado
adquiere una
carga positiva
temporal
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Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Como la carga eléctrica positiva dentro del cuerpo neutro fue provocada o inducida por la presencia
de la varilla cargada, se le llama carga inducida. Aunque el cuerpo mismo permanece neutro (no se han
forzado electrones en su interior ni se los han quitado), su distribución interna de electrones ha sido
perturbada temporalmente.
Medidas de las cargas
Definimos la carga como un exceso o deficiencia de electrones en un cuerpo. A la falta de electrones se le
llamó arbitrariamente una carga positiva y a un exceso de electrones se le llamó carga negativa. En los dos
casos se cambió el número normal de electrones en el cuerpo.
La mejor manera de medir la cantidad de carga en un objeto sería contar el número de electrones forzados a entrar o sacados de ese objeto. El tamaño increíblemente pequeño de los electrones hace que este
método sea imposible. La cantidad de carga en un cuerpo es medida en grupos de 6,25 millones de millones de millones (o trillones) de electrones. Esta cantidad de electrones representa una unidad de carga.
Para honrar a Charles A. Coulomb, científico francés del siglo XVIII, la unidad de carga fue llamada
coulomb o culombio.
1 coulomb = unidad de carga eléctrica (c)
Cantidad de carga originada por un exceso o deficiencia de 6,25 trillones de electrones.
En los cálculos matemáticos, se usa la Q para representar la carga. El nombre de la unidad de carga
abreviada es c.
Corriente eléctrica y campos magnéticos asociados
La corriente eléctrica es la electricidad en movimiento, es decir, un flujo continuo y controlado de
electrones.
Anteriormente se vio que los cuerpos con carga eléctrica ejercen una fuerza sobre los objetos que
los rodean.
Esta fuerza eléctrica tiene como característica que repele cuerpos con la misma carga y atrae cuerpos con carga diferente. La Ley de atracción y repulsión electrostática establece que un cuerpo cargado
eléctricamente ejerce una fuerza de atracción y repulsión sobre las cargas de los cuerpos que se encuentran a su alrededor; la zona en que se manifiestan estas fuerzas se llama campo eléctrico.
Esta fuerza invisible fue llamada fuerza electromotriz (FEM: trabajo efectuado para mover una carga
entre dos puntos determinados).
Si un objeto tiene más electrones de los normales, se dice que tiene carga eléctrica negativa. Este
hecho establecido experimentalmente lleva a dos conclusiones: cada electrón tiene carga negativa
permanente, y la lleva con él a donde quiera que vaya; la carga negativa de los electrones en un cuerpo
sin carga es balanceada por una carga positiva en este cuerpo. Estas conclusiones han sido probadas
experimentalmente por físicos. El núcleo de cualquier átomo contiene partículas muy pequeñas y a la
vez poderosas llamadas protones. Cada protón tiene una carga positiva permanente (los protones no
tienen libertad para moverse; no pueden abandonar el núcleo del átomo). En un ion positivo, el total
de carga positiva de los protones en el núcleo es mayor que la carga total negativa de la nube de electrones, haciendo que el ion atraiga electrones. En un ion negativo la carga negativa total de la nube de
electrones es mayor que la carga positiva en los núcleos, y como resultado el ion repele los electrones.
La fuerza de atracción (o repulsión) entre partículas cargadas se llama fuerza electromotriz (FEM).
Carga y FEM
Para encontrar la relación que existe entre la cantidad de carga y la FEM resultante que actúa en los
electrones desplazados, efectuemos un experimento imaginario, en el que comparemos las condiciones
de los cuerpos electrificados, con las condiciones de un sistema mecánico.
10
Conceptos básicos de la electricidad
Sistema Mecánico
Sistema Eléctrico
Esferas de metal
Masa “M”
Varillas de vidrio
Comencemos el experimento observando las condiciones en los cuerpos sin carga y los resortes libres de
tensión. Las esferas no pueden moverse, sólo pueden moverse los electrones de una esfera a la otra. Los
resortes están firmemente sujetos al soporte. La masa M puede moverse al estirar un resorte y comprimir el otro. Si queremos transportar electrones de una esfera izquierda a la otra (o mover la masa M),
debemos hacer trabajo.
Carguemos las esferas quitando electrones de la esfera izquierda y obligándolos a introducirse en la esfera
de la derecha, contra la fuerza atrayente de la esfera y la fuerza repelente de la esfera. El sistema mecánico
se carga moviendo la masa M de izquierda a derecha contra la fuerza de atracción del resorte estirado y
la fuerza de repulsión del resorte comprimido. Las cargas de la esfera originan esta fuerza electromotriz.
Esta FEM tiende a mover electrones de la esfera negativa a la positiva. La tensión en el resorte origina
una fuerza mecánica, la cual tiende a mover la masa M de derecha a izquierda.
Esferas Cargadas
Resortes Cargados
Em
ele puja
ctr r lo
on s
es
los
lar es
Ja tron
c
ele
Jalar la masa M
FEM
Dirección de la fuerza eléctrica
actuando en los electrones
transportados
Empujar la masa M
M
Dirección de la fuerza
mecánica actuando en
la masa M
Campo eléctrico entre cuerpos cargados. Existen líneas invisibles de fuerzas eléctricas entre las dos
esferas cargadas. Esas líneas harán que los electrones que estén libres viajen de la esfera negativa a la positiva. La magnitud de la fuerza que actúa entre las esferas cargadas depende de la cantidad de carga en
cada una de ellas y de la distancia que las separa (las líneas de fuerza se debilitan al aumentar la distancia
entre ellas). La energía que originalmente se usó para trasladar electrones a la esfera negativa es almacenada
como energía potencial por los electrones desplazados. Estos electrones pueden hacer trabajo cuando regresen a la esfera positiva. La unidad de medida de la FEM es el volt o voltio en honor a Alessandro Volta,
científico italiano que hizo importantes aportaciones al estudio de la electricidad. En el lenguaje técnico,
a la FEM la llamamos voltaje, término derivado del nombre de la unidad.
11
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Fuerza electromotriz entre cuerpos cargados
es
tron
Elec
libr
es
FEM
Líneas de fuerza
invisibles debido
a la carga
Falta de electrones
(cargas de protones balanceadas)
Exceso de electrones
(cargas de electrones desbalanceadas)
Voltio = unidad de FEM
1 voltio = FEM que da un joule de energía a una carga de un coulomb
Electricidad y magnetismo
En 1819 un profesor danés de Física, Hans Christian Oersted, descubrió que la corriente a través de un
conductor ejerce una fuerza magnética sobre los objetos de hierro cercanos.
El experimento de Oersted es muy simple e ilustrativo. Los materiales necesarios son una pila seca,
alambre de cobre aislado calibre 20 AWG (90 cm) y una brújula magnética. Ponga la brújula en su
mesa y coloque la pila a 30 ó 40 cm de ella. Quite poco más de 1 cm de aislante de ambos extremos del
alambre y conecte un extremo a la terminal negativa de la pila. Pase el alambre aislado por encima de la
carátula de la brújula, alineada con la aguja (la aguja estará orientada en su posición normal norte-sur).
Después, manteniendo el alambre en su lugar con una mano, con la otra conecte el extremo libre a la
terminal positiva de la pila durante un instante y observe el comportamiento de la aguja de la brújula
durante este tiempo.
La fuerza magnética de los electrones viajeros. Al cerrar el circuito eléctrico en el experimento, la
aguja fue bruscamente desviada de su orientación normal de sur a norte. Como la aguja es un imán
permanente, la fuerza que lo movió debe ser una fuerza magnética (campo magnético). El alambre de
cobre (material no magnético) no pudo causar este magnetismo, el cual aparece sólo cuando fluye una
corriente de electrones a través del conductor. Entonces la única responsable de la fuerza magnética
es la corriente eléctrica (flujo de electrones).
Esto es una prueba fuera de toda duda de que la fuerza magnética alrededor de un conductor en el
cual está fluyendo una corriente es causada por los electrones que fluyen. La fuerza magnética producida
por los electrones viajeros se llama electromagnetismo.
Si el conductor de cobre del experimento descrito anteriormente se pasa a través de una hoja de
cartón y se esparcen limaduras de hierro en éste, se obtiene un patrón de limaduras de hierro que se
formarán de manera concéntrica (centro común) al conductor. La fuerza magnética causada por la corriente de electrones actúa a lo largo de líneas de fuerza circulares y concéntricas que tienen su centro
en el flujo de electrones.
Las líneas de campo magnético actúan en un ángulo recto (perpendiculares) al conductor de corriente
y existen a lo largo de todo el circuito eléctrico por el que fluye la corriente.
La dirección del campo magnético depende de la dirección del flujo de electrones.
Regla de la mano izquierda para conductores simples. Si el pulgar de su mano izquierda apunta en la
dirección del flujo de electrones, los dedos rodean al alambre en la dirección del campo magnético.
12
Conceptos básicos de la electricidad
Regla de la mano derecha. “Cogiendo el conductor con la mano derecha de forma que el pulgar señale
la dirección de la corriente, los restantes dedos señalarán la dirección de las líneas de flujo”.
Conductores, semiconductores y aislamientos
Desde el punto de vista eléctrico, podemos clasificar todas las sustancias conocidas por el hombre de
acuerdo con su comportamiento. Aquellas que conducen la electricidad con facilidad son llamadas
conductores, es decir, que sus electrones pueden moverse con facilidad puesto que sus uniones con el
núcleo son débiles, lo que permite el intercambio de electrones (todos los metales están incluidos en este
grupo). Los materiales que ofrecen gran resistencia al flujo de electrones son llamados aislantes. En
este grupo están muchos compuestos no metálicos. Existe un tercer grupo de materiales que actúan
de manera diferente cuando son conectados a un circuito eléctrico, son conductores bajo ciertas circunstancias y actúan como aislantes bajo otras; estos materiales son llamados semiconductores.
Conductores
El flujo de electrones necesita un material, como el cobre o el aluminio, que permita por su medio un
fácil desplazamiento de los electrones. Este material, el cual va a soportar el flujo de electrones, es llamado conductor.
Si la característica evidente de todo buen conductor de electricidad es el ser metal, es lógico pensar
que los metales tienen una característica común que les hace ser buenos conductores. Todos los metales
están constituidos por paquetes compactos de átomos de metal con pequeñísimos electrones libres flotando en los espacios entre los átomos, libres para viajar a lo largo de todo el metal. Estos electrones libres
siempre están presentes en el metal sin importar su temperatura.
La presencia de esos electrones libres hace a todos los metales buenos conductores. No todos los metales
conducirán la electricidad con la misma facilidad. El mejor conductor de electricidad es la plata, seguida
muy de cerca por el cobre, oro y aluminio. El cobre es el más utilizado en la mayoría de los conductores
eléctricos, por sus características eléctricas y mecánicas.
Electrones libres en un metal
Aislamiento de PVC
Conductor de Cu
El alambre de cobre es fabricado en muchas formas y tamaños. Algunos alambres son de cobre sólido,
mientras otros deben ser flexibles y son hechos con alambre de cobre cableado. En muchas aplicaciones
industriales, varios alambres de cobre son reunidos y posteriormente aislados para formar cables. Estos
cables pueden ser aislados con materiales elastoméricos (hules) o termoplásticos. En algunos casos se
13
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
reúnen varios cables para formar un cable muticonductor, el cual es encerrado por una cubierta para
protegerlo contra la acción de los agentes externos.
En los motores, transformadores, balastros y aparatos electrónicos se usan tipos especiales de alambres.
El alambre puede ser tan delgado como un cabello o tan grueso como una rama. Está cubierto por
una delgada capa aislante, la cual no se daña o rompe cuando el alambre se dobla. El nombre técnico
para este tipo de conductor es alambre magneto.
Los malos conductores son materiales que conducen la electricidad mejor que los aislantes, pero no
con la facilidad de los metales. De este tipo de materiales o sustancias podemos citar la tierra mojada, la
madera húmeda, el carbón, el papel mojado, entre otros.
Aisladores
Un aislador es un material que no conduce electricidad bajo condiciones normales. Muchos compuestos
no metálicos son aisladores. La principal característica de los aisladores es que tienen muy pocos o carecen
de electrones libres bajo condiciones normales. Sin electrones libres no puede haber flujo de electrones.
Todos los electrones de un aislador están unidos a sus átomos mediante fuerzas de gran magnitud. Los
aisladores tienen pocos o ningún electrón libre. La ausencia de electrones libres impide que se genere
una corriente de electrones en un material aislante.
Son materiales aisladores: mica, porcelana, cerámica, vidrio, plástico, hule, papel seco, baquelita, seda.
No todos los aisladores son iguales en sus cualidades aisladoras. Los mejores aisladores no tienen electrones libres. Los aisladores no tan perfectos contienen pocos electrones libres, con los que es posible generar
una corriente eléctrica muy pequeña. La porcelana es uno de los mejores aisladores usados actualmente;
se usa sin excepción para aislar las líneas de transmisión de alto voltaje y no pierde sus cualidades aislantes
a pesar de los altos voltajes usados en tales líneas (100 a 400 kV): como consecuencia, la corriente sigue
fluyendo a través de los cables.
Ya que los plásticos son suaves y flexibles frecuentemente, además de excelentes aisladores, se usan como
aislamientos o cubiertas de los conductores eléctricos. A mayor espesor, más efectivo es el aislamiento.
Cable de alto voltaje
Aisladores de porcelana
Aisladores de porcelana en las torres de transmisión de potencia
Muchos aislamientos no deben llegar a temperaturas críticas porque comienzan a degradarse (se derriten); por esta imposibilidad de soportar altas temperaturas se les llama termoplásticos. Un hecho importante de los aislamientos termoplásticos es que pueden pigmentarse y fabricarse en muchos colores (este
hecho facilita a los técnicos el rastreo de alambres en circuitos complicados). Los aisladores de cerámica
son parecidos a los materiales de porcelana. Estos aisladores son extremadamente eficientes, pero muy
quebradizos.
14
Conceptos básicos de la electricidad
Semiconductores
El término semiconductores puede mal interpretarse con facilidad. No son conductores a medias como
el nombre lo sugiere.
Un semiconductor puede tener las características de un conductor o de un aislador, dependiendo de
su temperatura y la FEM aplicada. El silicio puro, un material gris de apariencia metálica, es un semiconductor. A la temperatura normal no tiene electrones libres. Todos sus electrones están unidos a sus
respectivos átomos. El silicio puro a la temperatura normal es un aislador. Si su temperatura se eleva hasta cierto valor crítico, se vuelve conductor. Cuando el cristal de silicio alcanza una temperatura crítica,
los electrones periféricos son desprendidos de sus átomos por la energía calorífica y flotan en los espacios
de cristal. Tan pronto como la temperatura alcanza este nivel, el silicio será conductor. En el instante en
que la temperatura está por debajo del nivel crítico, los electrones libres volverán a sus átomos. El silicio
tendrá nuevamente su cualidad aislante.
También es posible lograr que el silicio sea conductor a la temperatura normal, si se le aplica un voltaje. Si el silicio puro se conecta a una fuente de alto voltaje, las fuertes líneas de FEM que actúan entre
las terminales negativa y positiva de la fuente desprenderán electrones periféricos fuera de los átomos
de silicio. El silicio será conductor cuando el alto voltaje actúe sobre él. Cuando el alto voltaje cesa, los
electrones libres volverán a los átomos. El silicio volverá a comportarse como aislador. Existen sólo
tres elementos que pueden clasificarse como semiconductores reales: carbono, germanio, silicio.
PARÁMETROS ELÉCTRICOS, DEFINICIÓN, ANALOGÍAS Y UNIDADES
Voltaje
El flujo de electrones requiere mantener una fuerza o presión (voltaje) que empuje los electrones en
forma continua. Esta fuerza generalmente se conoce con el término de fuerza electromotriz o FEM.
El voltaje o la FEM es la diferencia de la carga eléctrica entre dos puntos. Con el fin de mantener esta
diferencia, debe existir un exceso de electrones en un cierto lugar y una deficiencia o falta de electrones
en otro lugar.
El voltaje es la presión o diferencia de potencia eléctrica de una carga entre dos puntos en un circuito
eléctrico o campo eléctrico, es decir, el trabajo realizado por una fuerza externa (invisible) para mover la
carga de un punto a otro.
La unidad de medida es el volt o voltio. El aparato que usamos para medir este parámetro eléctrico es
el voltmetro o voltímetro, el cual se conecta en paralelo a la línea para efectuar la medición.
El voltaje es comúnmente representado por los símbolos E o V y se le conoce como tensión, potencial
y FEM (fuerza electromotriz).
Corriente directa y corriente alterna
La corriente eléctrica es el flujo continuo y controlado de electrones en un circuito eléctrico.
Cuando se tiene una fuente de voltaje conectada a través de conductores a un dispositivo, las cargas
eléctricas fluyen desde un polo hacia otro; a este flujo se le llama corriente eléctrica y es el indicador de
la cantidad de flujo hacia algún punto. La intensidad de corriente se conoce como la variación de carga
con respecto al tiempo y su intensidad se mide en coulombs por segundo; esta unidad se denomina
ampere o amperio.
15
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
E
carga
V
I=
Q
t
Donde:
∆Q = Incremento de la carga [c]
∆t = Incremento del tiempo [s]
I = Intensidad de corriente eléctrica [A]
El aparato que se utiliza para medir la corriente eléctrica es el ampermetro o amperímetro.
E
carga
A
La corriente eléctrica generalmente es clasificada en dos tipos: corriente directa y corriente alterna.
Corriente directa
La corriente directa (c.d.), también conocida como corriente continua, siempre fluye en la misma dirección. Los electrones fluyen en una sola dirección pues la polaridad del voltaje o de la fuente de la FEM
es la misma; una de las terminales o polos de la batería es siempre positiva y la otra negativa.
La corriente directa nunca cambia de dirección
Los electrones fluyen desde la terminal negativa (polo negativo) de la fuente de voltaje, recorren el circuito y retornan a la terminal positiva (polo positivo).
Algunos ejemplos claros de fuentes de corriente continua son: la pila seca, el acumulador de un automóvil, un generador de c.d. o un rectificador de corriente.
Corriente alterna
Una fuente de corriente alterna produce un voltaje que regularmente se va alternando, aumentando
desde cero hasta un máximo positivo y decreciendo desde este máximo hasta cero, para volver a aumentar hasta un valor máximo negativo y decrecer hasta llegar nuevamente a cero; a esta variación
completa se le llama ciclo. La corriente alterna (c.a.) es un tipo de corriente cuya polaridad se invierte
periódicamente.
16
Conceptos básicos de la electricidad
Corriente directa vs. corriente alterna
La corriente directa siempre fluye en una sola dirección. Si observamos en el gráfico de la pantalla de
un osciloscopio, la corriente directa siempre aparece de un solo lado del eje de las ordenadas o del cero,
pues su polaridad nunca cambia.
• c.d. estable
La corriente directa que nunca cambia en magnitud (o nivel de corriente) se
denomina c.d. estable. Las baterías producen c.d. estable.
• c.d. pulsante
La c.d. pulsante (pulsating) cambia de magnitud, pero en el osciloscopio siempre
aparece sobre el mismo lado del eje del cero o de las ordenadas, ya que su polaridad siempre es constante.
• Corriente alterna
La corriente alterna cambia tanto en magnitud como en su dirección. En el osciloscopio , el voltaje y la corriente aparecen a ambos lados del eje del cero o de las ordenadas, según la polaridad del voltaje se alterne y la corriente cambie de dirección.
Inducción electromagnética
La corriente alterna se genera mediante un efecto eléctrico llamado inducción electromagnética.
La inducción electromagnética es la capacidad que tiene un campo magnético de generar una FEM
que origina una corriente en un conductor, sin necesidad del contacto físico.
Aunque el conductor y el campo magnético no se encuentren físicamente conectados, el voltaje es
inducido en el conductor cuando éste se mueve por el campo magnético, o cuando el campo magnético
se mueve a lo largo del conductor.
Cuando el conductor se vuelve parte del circuito, la corriente fluye en este último.
Los generadores transforman el movimiento rotatorio en flujo de corriente. El voltaje se genera cuando se rota una bobina dentro de un campo magnético.
Los motores de c.a. dependen también de la inducción electromagnética; transforman el flujo de la
corriente en movimiento.
N
Voltios
voltaje inducido
S
N
S
Amperes
Flujo de la corriente
17
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Onda sinusoidal de c.a.
La rotación de un imán frente a una bobina origina en ésta una corriente alterna. La corriente eléctrica
inducida obtenida tiene una forma llamada sinusoidal.
El voltaje y corriente alternas producidos por el movimiento rotatorio de un generador asumen la forma de una onda o curva sinusoidal: ésta es la forma más común de voltaje y corriente alterna. Cuando el
conductor gira dentro de un campo magnético, corta, según una proporción variable, las líneas magnéticas de fuerza. En consecuencia de lo anterior, el voltaje varía según un esquema regular y repetitivo.
Voltios
Ciclo
Pico
RMS (0,707 del
Amplitud
valor pico)
Tiempo
Voltaje
pico a pico
Eje del cero
Amplitud
Pico
Onda sinusoidal
Las ondas sinusoidales son medidas y comparadas de acuerdo con ciertas características.
1. La amplitud de la onda sinusoidal nos indica el máximo valor de corriente o de voltaje; éste puede
ser positivo o negativo.
2. Un ciclo es una repetición completa de la forma de la onda. Esto lo produce una revolución (vuelta)
completa (360°) del conductor dentro del campo magnético. En cada ciclo se dan dos inversiones y
dos máximos.
La curva sinusoidal logra el máximo en la dirección positiva a los 90°, atraviesa el eje de las ordenadas
o del cero a los 180°, alcanza el máximo negativo a los 270°, después alcanza el cero una vez más a
los 360°.
3. La frecuencia es el número de ciclos por segundo. Entre mayor sea el número de ciclos por segundo,
mayor será la frecuencia. Entre mayor sea la frecuencia, menor será la cantidad de tiempo por ciclo.
18
Conceptos básicos de la electricidad
La mayoría de la corriente alterna se genera a los 60 ó 50 ciclos por segundo.
La amplitud y la frecuencia son valores independientes. Dos curvas pueden tener la misma amplitud
y la misma frecuencia, la misma amplitud pero diferente frecuencia, amplitud diferente pero la misma frecuencia, amplitud diferente y frecuencia diferente.
4. Hertz es el término empleado para los ciclos por segundo: 60 hertz = 60 ciclos/segundo.
5. Voltaje pico a pico es el voltaje medido entre los puntos máximo positivo y máximo negativo de una
onda sinusoidal. Es igual al doble de la amplitud de onda.
6. Voltaje o corriente de RMS (valores efectivos o cuadrado de la media de valores pico) es una media
estándar al medir la corriente o el voltaje alterno. RMS = 1/√2 por el valor del pico (la amplitud de
la onda sinusoidal).
7. La línea horizontal que atraviesa el centro de la onda sinusoidal se llama eje del cero.
a) Todos los valores por encima del eje del cero son valores positivos; todos los valores por debajo
del eje del cero son valores negativos.
b) Tanto el voltaje como la corriente negativa realizan el mismo trabajo que la corriente y voltaje
positivo. La única diferencia es que la polaridad del voltaje es opuesta y que la corriente fluye en
la dirección contraria. Producen la misma cantidad de energía que el voltaje y la corriente positiva.
Resistencia
El flujo de electrones necesita un material que permita por su medio un fácil desplazamiento de los electrones. La oposición que presenta un material al flujo de electrones es conocida como resistencia.
En algunos aisladores, como la cerámica y los plásticos, los electrones están fuertemente amarrados a
sus átomos. Mientras el voltaje no sea muy alto –generalmente miles de voltios–, no se mueve ningún
electrón. En todo conductor, el más mínimo voltaje mueve electrones, sin embargo, en aquellos materiales con una gran resistencia, se moverán muy pocos. En materiales con muy poca resistencia se moverán
muchos electrones con muy poco voltaje.
La corriente o flujo de electrones libres en un circuito eléctrico encuentra oposición a su movimiento en
todas las partes del circuito. Esta oposición es llamada resistencia, y puede compararse a la fricción entre
una bola que rueda y las asperezas de la superficie sobre la cual lo hace. Al vencer esta resistencia la bola
pierde velocidad (energía cinética, la cual es convertida en energía calorífica).
Masa en movimiento
Calor generado
Superficie áspera
Los electrones chocan
Los átomos de metal vibran
Resistencia al movimiento por fricción
Choques entre electrones y átomos
La fricción (resistencia al movimiento) de un objeto depende del tipo de superficie sobre la que se
mueve. De manera parecida, los diferentes metales ofrecen distinta cantidad de oposición a la corriente de electrones.
19
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Gran parte de la resistencia se debe a los choques entre electrones que fluyen y los átomos estacionarios. Los electrones pierden energía cinética (de movimiento) al fluir a través de una resistencia. Esta
energía es convertida en calor. Las vibraciones mecánicas de los átomos de metal (originados por los
choques entre electrones y átomos) son percibidas por nuestros sentidos como calor.
Siempre que el flujo de electrones encuentra resistencia, su energía cinética (de movimiento) se convierte en energía calorífica (calor).
Corriente o flujo de electrones a través de una resistencia = calor
A una gran cantidad de resistencia amontonada en un volumen relativamente pequeño se le llama resistencia concentrada. La resistencia concentrada de cualquier carga (foco, elemento calentador, motor, etcétera).
La resistencia de un conductor distribuida a todo lo largo del alambre se llama resistencia distribuida.
La línea quebrada indica la mayor oposición al
flujo de electrones.
Símbolo esquemático para la resistencia
Factores que afectan la resistencia
La cantidad de oposición o resistencia que encuentra la corriente de electrones dentro de un metal (u
otro material) depende de los siguientes factores:
• El tipo de metal. Algunos metales tienen una bajísima resistencia interna debido al arreglo de sus
átomos (y otros factores). Los cuatro metales con resistencia mínima entre todas las sustancias son
plata, cobre, oro y aluminio. De los cuatro, la plata tiene menor resistencia, seguida por el cobre,
luego el oro y después el aluminio.
• La longitud del alambre. La resistencia de un alambre de metal aumenta con su longitud. A mayor
longitud de un alambre de metal habrá más colisiones entre átomos y electrones, con lo que se convierte en calor más energía de los electrones.
Aluminio
Cobre
L
L
A mayor longitud (L), la resistencia aumenta
• El área de sección transversal de un conductor. A mayor amplitud en el camino de la corriente de
electrones, más facilidad para su flujo a través del metal. A mayor área de la sección transversal
del alambre, menor resistencia.
20
Conceptos básicos de la electricidad
• La temperatura del metal. A una temperatura normal, la energía calorífica presente en todas las sustancias origina una suave vibración o agitación de sus átomos, sin que éstos pierdan su posición
en el cristal de metal. Si se aumenta la temperatura, los átomos se agitan más y habrá mayor
número de choques entre los electrones que fluyen y los átomos. La resistencia aumenta con la temperatura en los metales.
Frío = poca resistencia
Tibio = mayor resistencia
La resistencia decrece
al aumentar la
sección transversal
Caliente = mucha resistencia
Resistencia contra temperatura
Medida de la resistencia
La resistencia siempre causa una pérdida de energía en los electrones (que es convertida en calor). Asimismo,
la energía transportada por los electrones depende de la FEM o voltaje que actúa sobre ellos. Considerando estas dos proposiciones, llegamos a una conclusión: si los electrones pierden energía al fluir en contra
de una resistencia, entonces esta pérdida de energía implica una pérdida de FEM o voltaje debido a la
resistencia. Los técnicos se refieren a esta pérdida de energía o voltaje como caída de voltaje a través de
una resistencia. La pequeña pérdida de voltaje a lo largo de cada resistencia se suma para dar la pérdida
total de voltaje a través de toda la resistencia.
La energía perdida y la pérdida de voltaje resultante son usadas para definir la unidad de resistencia:
una unidad de resistencia es la cantidad de resistencia que causa una caída de voltaje de 1 voltio a una
corriente de 1 amperio. La unidad de resistencia es el ohm u ohmio, llamado así para honrar a Georg S.
Ohm, científico alemán del siglo XIX. El ohmio = unidad de resistencia que causa una caída de voltaje
de 1 voltio a una corriente constante de 1 amperio. El aparato para medir la resistencia es el ohmetro y
se conecta en los extremos de la resistencia por medir.
E
Ω
Carga
21
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Resistencia de un conductor eléctrico
La resistencia a la corriente directa o continua de un conductor eléctrico, formado por un alambre de
cualquier metal, está expresada por la fórmula:
Rc.d. =
L
A
[ohms]
En donde:
L = longitud del conductor
A = área de la sección transversal del conductor
= resistividad volumétrica del material del conductor en unidades compatibles con L y A.
Los valores de la resistividad en volumen, para el cobre, que ha normalizado la International Annealed
Copper Standards (IACS) a 20 °C y 100% de conductividad son:
10,371 ohm-cmil/pie
17,241 ohm-mm2/km
Los valores para el aluminio en volumen con 61% de conductividad a 20 °C, según la IACS, son:
17,002 ohm-cmil/pie
28,28 ohm-mm2/km
Efecto de cableado. Cuando se trata de conductores cableados, su resistencia es igual a la resistencia de
cada uno de los alambres dividida entre el número de ellos.
Rc.d. = R' =
x L
n
n
A'
En donde:
R' y A' son la resistencia y el área de la sección transversal de cada alambre, respectivamente. Sin embargo, esta fórmula sería válida sólo si todos los alambres tuviesen la misma longitud. Como en realidad
esto no es exacto, ya que los alambres de las capas superiores tienen una longitud mayor, el incremento
de la resistencia por efecto de cableado, para fines prácticos, se puede suponer:
Rc.d. =
L ( 1+k )
c
A
En donde:
kc es el factor de cableado, y los valores correspondientes para diversos tipos de cuerdas se encuentran en
la siguiente tabla.
22
Tipo de cableado
kc
Redondo normal
Redondo compacto
Sectorial
0,020
0,020
0,015
Conceptos básicos de la electricidad
Efecto de la temperatura en la resistencia. Dentro de los límites de operación de los conductores
eléctricos, los únicos cambios apreciables en los materiales usados son los incrementos en la resistencia
y la longitud que éstos sufren, en virtud de cambios de su temperatura. El más importante, en cables
aislados, es el cambio en el valor de su temperatura.
Si efectuáramos mediciones de la resistencia en un conductor, a distintas temperaturas, y situáramos
los valores obtenidos en una gráfica, obtendríamos la curva siguiente:
°C
T2
T1
T
R
R1
R2
ohm
Variación de la resistencia de un conductor
eléctrico metálico con la temperatura
La resistencia (R2), a una temperatura cualquiera T2, en función de la resistencia (R1), a una temperatura
T1 distinta de cero, estaría dada por:
R2 = R1 [1+ (T2 – T 1)]
= Coeficiente de variación de la resistencia con la temperatura.
En donde:
se denomina coeficiente de corrección por temperatura y sus dimensiones son el recíproco de grados
centígrados.
= 1/ 234,5 = 0,00427, a 0 °C para el cobre recocido
= 1/ 228 = 0,00439, a 0 °C para el aluminio
= 1/228,1 = 0,00438 (aluminio duro estirado)
Relación entre voltaje, corriente y resistencia. Ley de Ohm
Al aplicar un voltaje a un circuito eléctrico cerrado, se produce una corriente de electrones a través de
todas las partes del circuito. El voltaje aplicado da una fuerza (energía cinética) a los electrones libres,
que es convertida en calor (energía calorífica) por la resistencia del circuito. La mayor parte de la conversión ocurre en la carga.
Durante mucho tiempo se sospechó de la existencia de una íntima relación entre el voltaje, la corriente
de electrones y la resistencia de un circuito eléctrico. En el año de 1827 el profesor alemán de física Georg
S. Ohm publicó una ecuación sencilla que explica la exacta relación entre voltaje, corriente y resistencia.
Esta ecuación, conocida como la Ley de Ohm, se ha convertido en una poderosa herramienta para los
técnicos electricistas. Permite predecir lo que sucederá en un circuito eléctrico antes de construirlo.
23
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Usando la Ley de Ohm, los técnicos conocen exactamente cuánta corriente de electrones fluirá a
través de una resistencia, cuando se conoce el voltaje aplicado. De hecho, las tres cantidades eléctricas
–corriente, voltaje y resistencia– pueden determinarse usando la Ley de Ohm.
Relación entre corriente y voltaje aplicado. Para un valor fijo de resistencia, cuando se duplica el voltaje aplicado a un circuito, la corriente de electrones se duplica también (los electrones se mueven dos
veces más aprisa).
Cualquier aumento en el voltaje o la FEM da por resultado un aumento proporcional en la corriente
a través del circuito.
Cualquier disminución en el voltaje o la FEM da por resultado una disminución proporcional en el
flujo de electrones a través del circuito.
Nota: Cuando dos cantidades están íntimamente relacionadas, de tal manera que un aumento en una tiene
por resultado un aumento proporcional en la otra, se dice que son directamente proporcionales.
Podemos expresar la relación entre voltaje aplicado y la corriente de electrones resultante en una proposición formal: la corriente en un circuito de resistencia constante es directamente proporcional al
voltaje aplicado.
Esta relación puede expresarse gráficamente dibujando a I contra el valor de V, como se muestra en
la figura siguiente:
I
Amperes
R
3
2
1
0
10
20
30
V
Volts
La Ley de Ohm en su forma gráfica
Relación entre corriente y resistencia del circuito. Para un valor fijo de voltaje, cuando se dobla la resistencia de un circuito, haciendo dos veces más difícil el paso de los electrones a través del circuito, la cantidad
de corriente de electrones es reducida a la mitad de su valor (el voltaje aplicado no cambia).
Cualquier aumento en la resistencia del circuito causa una disminución proporcional en la cantidad
de corriente de electrones a través del circuito.
Cualquier disminución del valor de la resistencia produce un aumento proporcional en la cantidad
de corriente de electrones.
Nota: Cuando dos cantidades están relacionadas de modo que un aumento en el valor de una de ellas produce
una disminución proporcional en la otra, se dice que son inversamente proporcionales una a la otra.
Nuestra conclusión puede expresarse formalmente como: la corriente que fluye en un circuito eléctrico con un voltaje constante es inversamente proporcional a la resistencia del circuito.
24
Conceptos básicos de la electricidad
Ley de Ohm
La Ley de Ohm nos dice que: la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito.
La expresión escrita de esta ley puede representarse mediante la siguiente ecuación algebraica:
I=
V
R
En donde:
I = intensidad del flujo de electrones, o corriente de electrones, medida en amperes [A].
V = voltaje (también conocido como E = tensión o FEM = fuerza electromotriz) en volts [V].
R = Es la resistencia del circuito, medida en Ohms [Ω].
Formas derivadas de la Ley de Ohm. La expresión básica de la Ley de Ohm permite determinar la
corriente que fluye en un circuito eléctrico, cuando conocemos el voltaje aplicado y la resistencia. Sin
embargo, hay ocasiones en que conocemos el voltaje aplicado y la corriente resultante, y tenemos la
necesidad de calcular la resistencia del circuito, o bien, puede conocerse la corriente y la resistencia del
circuito, y debe encontrarse el voltaje aplicado. En estos casos se debe operar algebraicamente con la
ecuación original de la Ley de Ohm para obtener ecuaciones derivadas para el voltaje y la corriente.
Pasemos ahora de la forma básica de la Ley de Ohm a la fórmula para el voltaje:
I=
V
R
(ecuación básica)
Se multiplican ambos miembros de la igualdad por R
I xR =
V xR
R
Se eliminan factores iguales
I xR =
V xR
R
Forma derivada de la Ley de Ohm
... V = I x R
Esta nueva ecuación nos permite calcular el voltaje aplicado, cuando conocemos la resistencia y la corriente que fluye a través de ella.
Pasemos ahora de la forma básica de la Ley de Ohm a la fórmula para la resistencia:
Forma derivada de la Ley de Ohm
V = I xR
25
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Dividimos ambos lados entre I
V = I xR
I
I
Se eliminan factores iguales
V
=R
I
Segunda forma derivada de la Ley de Ohm
... R = V
I
Esta segunda ecuación derivada de la Ley de Ohm nos permite calcular la resistencia de un circuito,
cuando conocemos el voltaje aplicado y la corriente resultante.
Para facilitar el trabajo con las tres ecuaciones, hacemos uso del Triángulo de memoria. Esta figura no es
la Ley de Ohm, solamente sirve para recordar qué operación se hace para calcular voltajes, corrientes o
resistencias. Para usarlo, se cubre la cantidad que se busca, y las partes visibles del triángulo dicen qué
forma de la Ley de Ohm debe usarse.
V
I=
V
R
V = I xR
R I
R=
V
I
Ejercicios prácticos:
1) ¿Cuál será la corriente que circula a través del circuito de la figura, si el voltaje es de 6 volts y la resistencia de 2 ohms?
Solución: Tapamos la letra I en el triángulo y nos queda.
2Ω
?
6V
I=
V
R
En donde:
R = 2 ohms
V = 6 volts
I=?
... I = 6 volts
2 ohms
26
I= 3 amperes
Conceptos básicos de la electricidad
2) ¿Qué resistencia tiene el circuito de la figura, el cual tiene aplicado un voltaje de 1,5 volts y por él
circula una corriente de 3 amperes?
Solución: Tapamos la letra R en el triángulo y nos queda:
?
R=
3A
1,5 V
V
I
En donde:
R=?
V = 1,5 volts
I = 3 amperes
... R = 1,5 volts
3 amperes
R= 0,5 ohms
3) Calcular el voltaje necesario para que en el circuito de la figura circulen 3 amperes, si la resistencia
del circuito es de 20 ohms.
20 Ω
Solución: Tapamos la letra V en el triángulo y nos queda:
V = I xR
3A
?
En donde:
R = 20 ohms
V=?
I = 3 amperes
... V = 3 amperes x 20 ohms
V = 60 volts
Potencia, pérdidas de energía y energía
Potencia
Diferencia de potencial. La diferencia de potencial eléctrico de una carga entre dos puntos se define
como el trabajo realizado por una fuerza externa para mover la carga de un punto a otro.
Analizando un sistema mecánico, cuando aplicamos una fuerza (F) a un objeto y éste se desplaza a
una distancia (L), estaremos realizando un trabajo, el cual queda definido como:
Fuerza x distancia = trabajo
El trabajo en un sistema eléctrico lo estaremos realizando cuando se aplica un voltaje y se produce una
corriente de electrones.
27
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
La gran utilidad de la energía eléctrica está en que puede ser transformada fácilmente en otro tipo de
energía, como la mecánica o la térmica. La energía eléctrica es transformable debido a que la diferencia
de potencial es lo suficientemente fuerte para provocar choques entre los electrones en movimiento y
los átomos del conductor.
Potencia: La potencia o energía eléctrica es la rapidez o velocidad con que la energía eléctrica asume
otra forma. En un sistema mecánico, la potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo, es decir,
la cantidad de trabajo que puede hacerse en una cantidad específica de tiempo.
En un molino de agua, entre más agua fluye, mayor será la velocidad de las vueltas del molino; o entre
mayor sea el impulso rotativo ejercitado por su eje (energía cinética), mayor será el trabajo que realiza
en un tiempo determinado. Igualmente, mientras mayor sea la potencia o energía eléctrica que va a un
motor, mayor será el trabajo que el motor realice en un determinado tiempo.
Impulso rotativo
La potencia eléctrica, o sea, el porcentaje en el cual la energía eléctrica se convierte en otra forma de energía, simplemente es la corriente multiplicada por el voltaje.
La unidad de medida de la potencia eléctrica es el watt (W), en honor a James Watt.
Un voltaje de 1 volt, al empujar una corriente de 1 ampere, produce 1 watt de potencia.
Potencia = corriente x voltaje
P = I xV
En donde:
P = Potencia en watts [W]
I = Corriente eléctrica en amperes [A]
V = Voltaje o tensión en volts [V]
Formas derivadas de la fórmula de potencia (Ley de Watt). La expresión básica de la Ley de Watt
permite determinar la rapidez con la que se realiza el trabajo eléctrico cuando conocemos el voltaje
aplicado y la corriente eléctrica. Sin embargo, hay ocasiones en que conocemos la potencia y la corriente
eléctrica y tenemos la necesidad de calcular el voltaje aplicado, o bien, puede conocerse la potencia y el
voltaje aplicado y debe encontrarse la corriente eléctrica. Nuevamente se debe operar algebraicamente con
la ecuación original de la Ley de Watt para obtener ecuaciones derivadas para el voltaje y la corriente.
I=
P
V
o
V=
P
I
Estas fórmulas no son correctas para toda clase de circuitos.
28
Conceptos básicos de la electricidad
Hacemos nuevamente referencia al uso del Triángulo de memoria, el cual nos sirve para recordar qué
operación debemos realizar para calcular potencias, voltajes o corrientes. Para usarlo, se cubre la cantidad que se busca y las partes visibles del triángulo dicen qué forma de la Ley de Watt debe usarse.
P
V I
P = I xV
I=
P
V
V=
P
I
Ejercicios prácticos:
1) ¿Cuál es la corriente que circula por el filamento de una lámpara de 100 watts, conectada a una alimentación de 120 volts?
Solución: Tapamos la letra I en el triángulo y nos queda la fórmula:
I=
P
V
En donde:
P = 100 watts
V = 120 volts
I=?
... = 100 watts
120 volts
I= 0,83 amperes
2) Una plancha demanda 4 amperes de un contacto de alimentación de 127 volts, calcular la potencia
consumida.
Solución: Tapamos la letra P en el triángulo y nos queda la fórmula:
P = I xV
En donde:
P=?
V = 127 volts
I = 4 amperes
... P = 4 amperes x 127 voltios
P= 508 watts
3) ¿Qué voltaje deberá aplicarse a un tostador de 1270 watts, si en su placa indica que toma una corriente de 10 amperes?
29
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Solución: Tapamos la letra V en el triángulo y nos queda la fórmula:
V=
P
I
En donde:
P = 1 270 watts
V=?
I = 10 amperes
... I = 1 270 watts
10 amperes
V= 127 volts
Caballos de potencia (HP). El trabajo mecánico que realiza un motor se mide en términos de caballos
de potencia. Un caballo de potencia se define como 550 libras aplicadas durante una distancia de un pie
en un segundo. En otras palabras, se necesita 1 HP para levantar 550 lb a la distancia de un pie en un
segundo. En el sistema métrico, 1 HP es una fuerza de 746 newtons, aplicados a lo largo de un metro
durante un segundo.
550 lb
1 HP = 550 ft-lb/seg
o
1 HP = 746 N-m/s
1 ft/seg
550
1 caballo de potencia = 1 HP = 746 watts
Pérdidas de energía
Cuando existe oposición o resistencia al movimiento, parte de la energía cinética de este movimiento
se transforma en energía calorífica (calor) sin poder recuperarse; de igual manera ocurre en el movimiento de los electrones ante la resistencia: parte de la energía eléctrica se convierte en calor. El calor
es producido por la fricción de los electrones libres en movimiento y los átomos que obstruyen el paso
de los electrones.
Las pérdidas de energía por el calor generado en la conducción se describen por medio del efecto joule.
30
Conceptos básicos de la electricidad
Las pérdidas de energía generalmente se calculan por medio de la fórmula de la Ley de Joule:
P = I2 x R
En donde:
P = potencia en watts [W]
I = corriente eléctrica en amperes [A]
R = resistencia eléctrica en ohms [Ω]
El calor generado es una clara evidencia de que la potencia se usa para producir la corriente eléctrica.
De la Ley de Ohm, conocemos que:
I=
V
R
Esta expresión la podemos sustituir en la fórmula anterior, de modo que:
P=
V2
R
Relación entre voltaje, corriente, resistencia y potencia
Si se conocen dos de los parámetros eléctricos básicos –voltaje, corriente, resistencia y potencia– es posible calcular los otros dos. El siguiente diagrama resume las relaciones.
VxI
I2 x R
V2
P
V2
P
R
V
R
P
I
P
potencia
corriente
R
R
V
resistencia
voltaje
V
I
V
P
P
I2
I
P x R
I xR
En donde:
R = resistencia en ohms
I = corriente en amperes
V = voltaje o tensión en volts
P = potencia en watts
31
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Energía
La energía es un trabajo eléctrico, es decir, la potencia consumida en un lapso determinado.
La energía producida o utilizada por cualquier sistema se determina por medio de la siguiente fórmula:
W= P xt
En donde:
W = energía en watts-s [W-s]
P = potencia en watts [W]
t = tiempo en segundos [s]
El watt-s es una cantidad demasiado pequeña para fines prácticos (Sistema de Potencia), por lo que
se emplea el watt-hora o kilowatt-hora. El aparato que utilizamos para medir la energía consumida es
llamado watthorímetro.
32
Capítulo
2
Conceptos básicos
de circuitos eléctricos
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
odemos comparar la corriente eléctrica con la corriente de agua. Basándonos en un concepto
tan familiar para todos, como es la corriente de agua y sus efectos, podemos comprender la
corriente eléctrica. Tomando en cuenta esto, a continuación se describen algunas similitudes entre
las corrientes de agua y eléctricas:
• El agua usualmente se transmite de un lugar a otro a través de tubos o mangueras. Los tubos o las
mangueras tienen un orificio por donde se transporta el agua. La cantidad de agua transmitida
está relacionada con el área transversal del orificio: a mayor área, mayor flujo de agua. La pared
del tubo o de la manguera tiene la función de evitar que el agua se salga del orificio del tubo. El
espesor de la pared está relacionado con la presión que soporta el tubo: a mayor espesor de la
pared, el tubo soporta mayor presión. Las unidades que se emplean para medir la corriente de
agua son volumen entre tiempo [litros por segundo (l/s)].
P
Orificio del tubo
Pared del tubo
Corriente de agua
Figura 2.1. Tubo de agua.
La corriente eléctrica (movimiento de cargas eléctricas) se transmite de un lugar a otro a través
de cables eléctricos. Los cables eléctricos tienen un conductor metálico (generalmente de cobre o
aluminio), que es el que transporta la corriente eléctrica. La cantidad de corriente transmitida está
relacionada con el área transversal del metal conductor: a mayor área, mayor corriente eléctrica
transmitida. El aislamiento del cable tiene la función de evitar que la corriente eléctrica se salga del
conductor metálico. El espesor de aislamiento está relacionado con la tensión eléctrica que soporta
el cable: a mayor espesor de aislamiento, el cable soporta mayor tensión eléctrica. Las unidades que
se emplean para medir la corriente eléctrica son carga eléctrica entre tiempo [coulombs por segundo
(C/s), a lo que se le llama ampere].
33
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Conductor metálico
Corriente eléctrica
Aislamiento del cable
Figura 2.2. Cable eléctrico.
Para que el agua se transmita de un lugar a otro, se requiere que exista una diferencia de presión entre los
dos lugares y que estén unidos mediante un tubo o manguera. Las unidades que se emplean para medir
la presión son fuerza entre área [newtons por metro cuadrado (N/m2), a lo que se le llama pascal].
Presión 1 (P1)
P1 mayor que P2
Presión 2 (P2)
Tubo
Corriente de agua
Figura 2.3. Diferencia de presión en un tubo de agua.
Para que la corriente eléctrica se transmita de un lugar a otro, se requiere que exista una diferencia
de tensión o voltaje entre los dos lugares y que estén unidos mediante un cable. Las unidades que se
emplean para medir la tensión eléctrica son los volts.
T1 mayor que T2
Tensión 1 (T1)
Cable
Tensión 2 (T2)
Corriente eléctrica
Figura 2.4. Diferencia de tensión en un cable eléctrico.
Tomando en cuenta lo anterior, podemos hacer una comparación entre un circuito cerrado de agua y
un circuito eléctrico.
34
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Válvula
Tubo
Tubo
Salida de agua de la
bomba a alta presión
Flujo de agua
Turbina movida por
agua o carga
Regreso de agua a baja presión
Tubo
Bomba de
agua
Salida de corriente
de la fuente a
tensión alta
Figura 2.5. Circuito cerrado de agua.
Interruptor
Cable
Cable
Corriente eléctrica
Fuente de voltaje
(batería, generador)
Foco o
carga
Regreso de corriente a tensión baja
Cable
Figura 2.6. Circuito eléctrico.
En las figuras 2.5 y 2.6, pueden apreciarse las siguientes semejanzas:
• En el circuito de agua, la presión del agua es elevada por medio de una bomba.
• En el circuito eléctrico, el voltaje es elevado por la fuente.
• En el circuito de agua, ésta es transmitida por medio de tubos.
• En el circuito eléctrico, la corriente es transmitida por medio de cables.
• En el circuito de agua, la presión es usada para mover una turbina.
• En el circuito eléctrico, el voltaje es usado para alimentar una carga, por ejemplo para encender un
foco o para mover un motor.
• En el circuito de agua, ésta pierde presión después de pasar por la carga.
• En el circuito eléctrico, la corriente pierde tensión después de pasar por la carga.
• En el circuito de agua, ésta también pierde presión al pasar por los tubos. La pérdida de presión en el tubo
depende del área transversal del orificio y de la longitud del tubo: a menor área transversal del orificio del
tubo, mayor pérdida o caída de presión; a mayor longitud del tubo, mayor pérdida o caída de presión.
35
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
•
•
•
En el circuito eléctrico, la corriente también pierde tensión al pasar por los cables. La pérdida de
tensión en el cable depende del área transversal del conductor metálico y de la longitud del cable: a
menor área transversal del conductor metálico, mayor pérdida o caída de tensión; a mayor longitud
del cable, mayor pérdida o caída de tensión.
Para interrumpir el flujo, en el circuito de agua se emplea una válvula.
Para interrumpir la corriente, en el circuito eléctrico se emplea un interruptor.
En la figura anterior se presentan algunas de las principales partes de un circuito eléctrico, que son:
• La fuente generadora de tensión o electricidad. Ésta puede ser un generador, una batería, la salida
de un transformador o la alimentación de la compañía suministradora de electricidad (Comisión
Federal de Electricidad).
• El medio de transmisión de electricidad, que son los cables.
• La carga, que es donde se utiliza la electricidad; puede ser un motor, un foco, una lavadora, una
televisión, una computadora, etcétera.
• El medio de desconexión de la electricidad, que se conoce como interruptor.
LEYES DE KIRCHOFF, DE CONSERVACIÓN DE LA CORRIENTE Y
TENSIÓN EN CIRCUITOS
Primera Ley o Ley de Conservación de la Corriente
En cualquier punto de un circuito, la suma de las corrientes que llegan al punto es igual a la suma de las
corrientes que salen del punto.
Un punto en el circuito también es conocido como nodo, y puede ser donde se unen dos o más cables,
pero puede ser también un punto cualquiera en un cable. En un circuito eléctrico, también la corriente
que entra a una carga es igual a la que sale de ella.
En la figura 2.7 se muestra el significado de esta ley:
Punto
l1
l1
Punto
Cable
l3
l2
Cable
Cable
Cable
Cable
l2
l1 = l2
l1 + l2 = l3
Figura 2.7. Ejemplos de la Ley de Conservación de la Corriente.
Punto
l2
l1
l1
Punto
l3
Cable
Cable
Cable
Cable
Cable
Cable
l3
l4
Cable
l3
l1 = l2 + l3
l1 + l2 = l3 + l4
l1, l2, l3, l4 = Corrientes eléctricas que entran o salen de un punto en un circuito
36
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Segunda Ley o Ley de Conservación de la Tensión
En cualquier circuito cerrado, la suma de las tensiones eléctricas de los elementos pasivos de un circuito, como
son los conductores y las cargas, es igual a la tensión eléctrica del elemento activo o fuente.
Cable 1
Corriente eléctrica
Fuente
Foco o
carga
Cable 2
Vf = V1 + V2 + Vc
Figura 2.8. Ley de Conservación de la Tensión.
Donde:
Vf = Tensión de la fuente
V1 = Tensión del cable 1
Vc = Tensión de la carga o foco
V2 = Tensión del cable 2
En corriente directa, la tensión de un cable o una carga está dada por la Ley de Ohm, que se explicó con
anterioridad y la cual se expresa en la siguiente fórmula:
V = RI
(2.1)
Donde:
V = Tensión del cable o carga en volts [V]
R = Resistencia eléctrica del cable o carga en ohms [Ω]
I = Corriente eléctrica que pasa por el cable o carga en amperes [A]
En corriente alterna se emplea una fórmula muy parecida a la anterior para la tensión de un cable o
carga, reemplazando la resistencia R por la impedancia Z:
V = ZI
(2.2)
37
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Donde:
V = Tensión del cable o carga en volts
Z = Impedancia eléctrica del cable o carga en ohms
Para el caso de los cables, está dada por la siguiente fórmula:
Z =
R
2
+ XL
2
(2.3)
Donde:
R = Resistencia eléctrica del cable a la corriente alterna en ohms
XL = Reactancia inductiva del cable en ohms
Un análisis profundo de la impedancia se sale de los alcances de este documento. Por el momento sólo
vamos a analizar circuitos para los cuales la impedancia es igual a la resistencia, es decir, que cumplen
con la Ley de Ohm y pueden ser tratados como circuitos de corriente directa. Vamos a dejar el aspecto
de la impedancia para un capítulo posterior únicamente para calcular las caídas de tensión en cables de
circuitos de corriente alterna.
CÁLCULO DE TENSIONES Y CORRIENTES EN CIRCUITOS
En esta sección vamos a calcular las corrientes y tensiones de algunos circuitos empleando la Ley de
Ohm y las leyes de Kirchoff.
Circuitos en serie
Se le llama circuito en serie a un circuito como el de la figura 2.9, en el cual la corriente que pasa por
todas las resistencias es la misma, debido a la Primera Ley de Kirchoff. En esta figura las resistencias R1
y R3 pueden representar a los cables que conectan una carga –por ejemplo un foco– y la carga sería la
resistencia R2. A continuación, vamos a calcular la corriente y las tensiones de cada una de las resistencias
de la figura 2.9:
• Por la Segunda Ley de Kirchoff, tenemos que la suma de las tensiones de cada resistencia debe
ser igual a la tensión de la fuente; y por la Ley de Ohm, la tensión de cada resistencia es igual a la
corriente que pasa por ella, multiplicada por su resistencia:
Vf = V1 + V2 + V3
Donde:
V1 = Tensión de la resistencia R1 = I R1
V2 = Tensión de la resistencia R2 = I R2
V3 = Tensión de la resistencia R3 = I R3
Vf = I R1 + I R2 + I R3
Vf = I (R1 + R2 + R3)
35 V = I (2 Ω + 10 Ω + 2 Ω)
35 V = I (14 Ω)
38
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Despejando tenemos:
I = 35 V / 14 Ω = 2,5 A
Y la tensión que se cae en cada resistencia queda:
V1 = I R1 = 2,5 A (2 Ω) = 5 V
V2 = I R2 = 2,5 A (10 Ω) = 25 V
V3 = I R3 = 2,5 A (2 Ω) = 5 V
Como era de esperarse, por la Segunda Ley de Kirchoff, la suma de las tensiones de las resistencias da
como resultado la tensión de la fuente:
V1 + V2 + V3 = 5 V + 25 V + 5 V = 35 V = Vf
R1 = 2 Ω
I
R2 = 10 Ω
Vf = 35V
R3 = 2 Ω
R1, R2 y R3 = Resistencias
I = Corriente
Vf = Tensión de la fuente
Figura 2.9. Circuito con resistencias en serie.
Circuitos en paralelo
Se le llama circuito en paralelo a un circuito como el de la figura 2.10, en el cual la tensión de cada
resistencia es la misma, debido a la Segunda Ley de Kirchoff. En esta figura las resistencias R1, R2 y R3
pueden representar cargas si se desprecia la resistencia de los cables de conexión, por ejemplo unos aparatos
eléctricos conectados a contactos o receptáculos, los cuales se conectan en paralelo. A continuación,
vamos a determinar la tensión y la corriente en cada una de las resistencias de la figura 2.10:
• Por la Segunda Ley de Kirchoff, tenemos que la tensión de cada resistencia debe ser igual a la tensión de la fuente; y por la Ley de Ohm, la corriente que pasa por cada resistencia es igual a su
tensión dividida entre su resistencia:
Vf = V1 = V2 = V3
39
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Donde:
V1 = Tensión de la resistencia R1 = I1 R1
V2 = Tensión de la resistencia R2 = I2 R2
V3 = Tensión de la resistencia R3 = I3 R3
I1 R1 = V1
I2 R2 = V2
I3 R3 = V3
Despejando tenemos:
I1 =
I2 =
I3 =
V1
V2
V3
I1 = 35 V / 5 Ω = 7 A
I2 = 35 V / 10 Ω = 3,5 A
I3 = 35 V / 8 Ω = 4,38 A
Sumando todas las corrientes que pasan por las resistencias, obtenemos la corriente total I que
proporciona la fuente:
I = I1 + I2 + I3 = 7 A + 3,5 A + 4,38 A = 14,88 A
I
Vf = 35V
I1
I2
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
R1, R2 y R3 = Resistencias
Vf = Tensión de la fuente
I = Corriente total
I1, I2, I3 = Corrientes de las resistencias 1, 2 y 3
Figura 2.10. Circuito con resistencias en paralelo
40
I3
R3 = 8 Ω
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Equivalentes de resistencias en serie y en paralelo
Cuando existen varias resistencias en serie o en paralelo es posible sustituirlas por una sola resistencia
equivalente, para simplificar el circuito y facilitar los cálculos. Por ejemplo, en los dos cálculos anteriores
pueden sustituirse las resistencias por la equivalente, lo que da como resultado un circuito, que se
muestra en la figura 2.11. El valor de la resistencia equivalente se obtiene en las dos fórmulas siguientes,
dependiendo de si las resistencias están en serie o en paralelo.
• Fórmula para la resistencia equivalente de resistencias en serie:
+ ...+ R
Req = R1 + R2 + R3
n
(2.4)
Donde:
R1, R2, R3, Rn = Resistencias que están en serie en ohm.
Req = Resistencia equivalente a las resistencias en serie en ohm.
•
Fórmula para la resistencia equivalente de resistencia en paralelo:
Req =
1
1
R1
+
1
R2
+
1
R3
+ ... +
1
Rn
(2.5)
Donde:
R1, R2, R3, Rn = Resistencias que están en paralelo en ohm.
Req = Resistencia equivalente a las resistencias en paralelo en ohm.
A modo de ejemplo vamos a volver a calcular la corriente que proporciona la fuente en los circuitos de
las figuras 2.9 y 2.10 empleando las resistencias equivalentes:
a) Circuito de la figura 2.9:
Req = 2 Ω + 10 Ω + 2 Ω = 14 Ω
Observando el circuito de la figura 2.1, por la Segunda Ley de Kirchoff y la Ley de Ohm, tenemos:
Vf = I Req
Despejando I:
I=
I=
Vf
Req
35 V
= 2,5 A
14 Ω
41
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Como se puede observar, se obtiene el mismo resultado que el calculado anteriormente.
b) Circuito de la figura 2.10:
1
Req =
= 2,352 Ω
1/(5 Ω) + 1/(10 Ω) + 1/(8 Ω)
Observando el circuito de la figura 2.11, por la Segunda Ley de Kirchoff y la Ley de Ohm, tenemos:
Vf = I Req
Despejando I:
Vf
I=
Req
I=
35 V
= 14,88 A
2,352 Ω
Como se puede observar, se obtiene el mismo resultado que el calculado anteriormente.
I
Req
Vf
Req = Resistencia equivalente
Vf = Tensión de la fuente
I = Corriente proporcionada por la fuente
Figura 2.11. Circuito equivalente de resistencias en serie o en paralelo.
Usando las resistencias equivalentes, pueden simplificarse circuitos más complicados, como el que se
muestra en la figura 2.12. A modo de ejemplo, vamos a obtener la corriente que proporciona la fuente
en este circuito, empleando resistencias equivalentes.
• Primero calculamos la resistencia equivalente del paralelo de las resistencias R3, R4 y R5 y la llamamos
Req1:
Req1 =
42
1
1/(4 Ω) + 1/(2 Ω) + 1/(8 Ω)
= 1,143 Ω
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
•
El circuito equivalente se muestra en la figura 2.13. En este circuito las resistencias R1, R2 y Req1 se
encuentran en serie. Calculamos la resistencia equivalente de este circuito, a la cual llamamos Req2,
y da como resultado:
Req2 = 2 Ω + 5 Ω + 1,143 Ω = 8,143 Ω
• El circuito equivalente se muestra en la figura 2.14. Para calcular la corriente que proporciona la
fuente, empleamos la Segunda Ley de Kirchoff y la Ley de Ohm:
Vf = I Req2
Despejando I:
I=
Vf
Req2
50 V
I=
= 6,14 A
8,143 Ω
R1 = 2 Ω
R2 = 5 Ω
I
Vf = 50 V
R3 = 4 Ω
R4 = 2 Ω
R5 = 8 Ω
I = Corriente proporcionada por la fuente
Figura 2.12. Circuito con cinco resistencias.
R1 = 2 Ω
R2 = 5 Ω
I
Vf = 50 V
Req1 = 1,143 Ω
I = Corriente proporcionada por la fuente
Figura 2.13. Circuito con la resistencia equivalente del paralelo de la figura 2.12.
43
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
I
Vf = 50 V
Req2 = 8,143 Ω
I = Corriente proporcionada por la fuente
Figura 2.14. Resistencia equivalente del circuito de la figura 2.12.
CIRCUITOS MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS
En corriente alterna los circuitos pueden ser de una o más fases. Cuando son de una fase se les llama
monofásicos y cuando son de tres fases se les llama trifásicos. En la figura 2.15 se muestra un circuito
monofásico. Se reemplazaron los signos positivo y negativo de la fuente por el signo de onda senoidal,
ya que en corriente alterna la polaridad cambia de positivo a negativo constantemente. En la figura 2.16
se muestra cómo varía con el tiempo el voltaje o la corriente senoidal en el circuito monofásico.
Cable 1
Corriente eléctrica
Fuente
Foco o
carga
Cable 2
Figura 2.15. Circuito monofásico de corriente alterna.
Tensión o
corriente
Tiempo
Un ciclo
Figura 2.16. Voltaje o corriente en un circuito monofásico.
44
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Existen dos tipos de circuitos trifásicos: con conexión en estrella, como el de la figura 2.17, y con
conexión en delta, como el de la figura 2.18. Como se puede apreciar en las figuras, un circuito trifásico
es como tener tres circuitos, cada uno con una fuente de voltaje y una carga, y conectados entre sí.
Para diferenciar a los cables de los circuitos trifásicos, se les da el nombre de fase A, fase B y fase C. Los
voltajes de cada fuente son de la misma magnitud y están desfasados como se muestra en la figura 2.19.
El significado de las curvas en la figura 2.19 es el siguiente:
• Curva 1:
o Circuitos con conexión en estrella: voltaje de la fuente de la fase A.
o Circuitos con conexión en delta: voltaje de la fuente de la fase AB.
•
Curva 2:
o Circuitos con conexión en estrella: voltaje de la fuente de la fase B.
o Circuitos con conexión en delta: voltaje de la fuente de la fase BC.
•
Curva 3:
o Circuitos con conexión en estrella: voltaje de la fuente de la fase C.
o Circuitos con conexión en delta: voltaje de la fuente de la fase CA.
En esta figura, la gráfica también puede representar las corrientes en los cables de cada fase, tanto en la
conexión en estrella como en delta, siempre y cuando el circuito esté balanceado, es decir, que las tres
cargas sean iguales.
IA
Cable fase A
IB
Cable fase B
Fuente
fase B
IN
ZA
ZB
Cable neutro
Fuente
fase A
ZC
Fuente
fase C
Cable fase C
IC
ZA, ZB y ZC = Cargas de las fases A, B y C
IA, IB, IC = Corrientes de los cables de las fases A, B y C
IN = Corriente del cable del neutro
Figura 2.17. Circuito trifásico de corriente alterna con conexión en estrella.
45
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
IA
Cable fase A
Fuente
fase AB
Fuente
fase CA
ZAB
ZCA
Fuente
fase BC
IC
Cable fase C
Cable fase B
ZBC
IB
ZAB, ZBC y ZCA = Cargas entre las fases A, B y C
IA, IB, IC = Corrientes de los cables de las fases A, B y C
Figura 2.18. Circuito trifásico de corriente alterna con conexión en delta.
Tensión
de las
fuentes o
corriente
en los
conductores
de fase
1
2
3
Tiempo
1/3 ciclo
1/3 ciclo
2/3 ciclo
Un ciclo
Figura 2.19. Voltajes o corrientes en un sistema trifásico balanceado.
Para circuitos con conexión en estrella, si el circuito está balanceado, la corriente que circula por el
neutro es cero; en caso contrario, la corriente que circula por el neutro depende del desbalanceo, es decir,
de la diferencia que exista en las cargas de las fases A, B y C.
En la figura 2.20 se muestra la relación que existe entre la magnitud de los voltajes entre los conductores
de fase o voltaje de fase a fase, y la magnitud de los voltajes entre los conductores de fase y el neutro,
llamado voltaje de fase a neutro, para los circuitos con conexión en estrella. Por ejemplo, a las casas llegan
dos conductores de la compañía suministradora: uno es una fase y el otro es el neutro de un sistema con
conexión en estrella. El voltaje en las casas es de 127 V y es un voltaje de fase a neutro. El circuito trifásico
que origina los circuitos que alimentan las casas tiene un voltaje de fase a fase de 1,73 x 127 V = 220 V.
46
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Cable fase A
Tiempo
VFF
Fuente
fase B
Fuente
fase A
Fuente
fase C
VFF
VFF
Cable fase B
VFN
VFN
ZA
ZB
Cable neutro
ZC
VFN
Cable fase C
ZA, ZB y ZC = Cargas de las fases A, B y C
VFF = Voltaje entre las fases o de fase a fase
VFN = Voltaje de fase a neutro
V
VFN = FF
1,73
Figura 2.20. Relación entre voltajes en un circuito trifásico con conexión en estrella.
En un circuito trifásico se considera que las tres fuentes son una sola y ésta puede ser, por ejemplo, un
generador trifásico o un transformador trifásico. En estos circuitos puede haber cargas trifásicas –por
ejemplo motores que estén conectados a los tres cables de fase– en lugar de cargas independientes
conectadas entre cada conductor de fase y el neutro, en sistemas en estrella; o entre las fases, en sistemas
en delta.
SOBRECORRIENTES
En los circuitos eléctricos pueden presentarse sobrecorrientes, es decir, corrientes mayores a las
que soportan los equipos y cables, las cuales dañan a dichos equipos y cables porque producen un
sobrecalentamiento debido al efecto Joule, que se mencionó anteriormente y que está descrito por la
siguiente fórmula:
Q = I2R
(2.6)
Donde:
Q = Pérdida de energía en forma de calor en el equipo o cable en watts
I = Corriente que pasa por el equipo o cable en amperes
R = Resistencia eléctrica del equipo o del cable en ohms
Existen dispositivos que protegen a los equipos y a los circuitos contra sobrecorrientes, para evitar que
se sobrecalienten y sus elementos se dañen.
Las sobrecorrientes son producidas por tres causas: sobrecargas, cortocircuitos y fallas a tierra.
47
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Sobrecargas
Son corrientes generalmente continuas, producidas por operar equipos o circuitos a valores más altos
que su capacidad máxima de corriente. Un ejemplo de esto es conectar muchos equipos, como planchas,
lámparas, televisiones, etcétera, a una toma de corriente o receptáculo, excediendo la capacidad de
conducción de corriente del circuito. En la figura 2.21 se muestra un ejemplo de una sobrecarga en un
circuito:
Circuito con valor nominal de 15 amperes
Receptáculo
Capacidad del
receptáculo = 15
amperes
Cable
Secadora de pelo,
consume 5
amperes
Capacidad de conducción de corriente
del cable = 15 amperes
Lavadora,
consume
12,5 amperes
La corriente en el circuito es de 12,5 A + 5 A = 17,5 amperes,
que es mayor a la capacidad del circuito de 15 amperes, por
lo que el circuito está sometido a una sobrecarga
Figura 2.21. Ejemplo de una sobrecarga en un circuito.
Cortocircuitos
Es un contacto producido entre dos o más conductores de un circuito, provocado por una falla del
aislamiento que existe entre ellos. Como su nombre lo indica, la corriente sigue un camino más corto, es
decir, se crea un circuito de mucha menor resistencia, lo que produce que la corriente se eleve a valores
muy altos, debido a la Ley de Ohm:
I =
V
R
(2.7)
Donde:
I = Corriente que circula por el circuito en amperes
V = Tensión que proporciona la fuente al circuito en volts
R = Resistencia del circuito corto en ohms
48
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
En la figura 2.22 se muestra un ejemplo de un cortocircuito.
Circuito normal
Cable 1 Rc = 0,05 ohm
Corriente eléctrica
Fuente
Vf = 127 V
Foco o
carga
Rf = 160 ohm
Cable 2 Rc = 0,05 ohm
Resistencia total del circuito = Rt = 160 ohm + 0,05 ohm x 2 = 160,1 ohm
Corriente total en el circuito = Vf = 127 V
Rt
=
160,1 ohm
0,79 amperes
Cortocircuito
Contacto entre los
dos conductores
Cable 1 Rc = 0,05 ohm
Corriente eléctrica
Vf = 127 V
Fuente
Foco o
carga
Cable 2 Rc = 0,05 ohm
Rf = 160 ohm
Resistencia total del circuito = Rt = 0,05 ohm x 2 = 0,1 ohm
Corriente total en el circuito =
Vf = 127 V = 1 270 amperes
Rt
0,1 ohm
Figura 2.22. Ejemplo de un cortocircuito.
Fallas a tierra
Son contactos que se producen entre un conductor en tensión eléctrica o vivo y una parte metálica
de un equipo o de cualquier objeto, la cual no está diseñada para conducir corriente en condiciones
normales. El contacto es provocado por una falla del aislamiento que existe entre la parte metálica
y el conductor con tensión. Este tipo de fallas pueden ser muy peligrosas, como se aprecia en la
figura 2.23.
49
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Contacto del conductor
de fase con la carcasa
metálica de la lavadora
Trayectoria de la corriente
en el circuito
Conductor vivo
o de fase
Receptáculo
Cuchillas
desconectadoras
Dispositivo de
protección por
sobrecorriente
Transformador
de la compañía
suministradora
Clavija
Conductor
neutro
Neutro del
transformador
aterrizado
Regreso de la corriente al transformador por tierra
La corriente pasa a través del cuerpo de la
persona que toca con la mano la carcasa
metálica de la lavadora, lo que puede ocasionar
un daño severo o la muerte
Símbolo usado para el aterrizaje.
Figura 2.23. Peligro de una falla a tierra en un sistema no aterrizado correctamente.
Para evitar que la corriente pase a través del cuerpo de una persona cuando se produce una falla a tierra, se
aterrizan las partes metálicas o conductoras de electricidad de los equipos –o de cualquier objeto– que no
están diseñadas para conducir corriente en condiciones normales y que tienen riesgo de entrar en contacto
con conductores vivos o de fase (véase la figura 2.24).
Aterrizar significa conectar eléctricamente, por medio del conductor de tierra, a la tierra física. Esta
conexión a la tierra física se lleva a cabo a través de un electrodo enterrado en ella, el cual es llamado electrodo
de puesta a tierra.
El aterrizaje o conexión a tierra también se lleva a cabo para evitar que se presenten tensiones
peligrosas en las partes metálicas o conductoras de equipos –o de cualquier objeto– que no están
diseñadas para conducir corriente en condiciones normales, ya que estas tensiones pueden presentarse
no sólo por el contacto de conductores vivos con las partes metálicas o conductoras, sino también por
otras causas, como puede ser la inducción eléctrica.
Es importante mencionar que hay equipos que no requieren aterrizar sus partes metálicas o conductoras,
ya que tienen doble aislamiento, por ejemplo televisiones, videocaseteras, etc. Estos equipos no cuentan
con el conductor de tierra en su cordón de conexión, y sus clavijas sólo tienen dos puntas metálicas
para conexión al receptáculo: una para el conductor vivo (punta más pequeña) y otra para el conductor
neutro (punta grande).
Para que en caso de una falla a tierra opere el dispositivo de protección contra sobrecorriente, y desconecte
el circuito eléctrico, se conecta el conductor de tierra con el neutro del sistema mediante un puente de unión
conductor (véase la figura 2.25). Esto se lleva a cabo con la finalidad de que, cuando se presente una falla a tierra,
se produzca un cortocircuito que haga operar el dispositivo de protección contra sobrecorriente que se encuentra
en el conductor vivo o de fase del circuito. El puente de unión debe colocarse en el equipo de acometida, que
es donde está el dispositivo de desconexión principal de la entrada de la energía eléctrica, de la compañía
suministradora, a la construcción. Si no se lleva a cabo la unión entre el conductor de tierra y el neutro,
puede ser que no opere el dispositivo de protección contra sobrecorriente, ya que la impedancia de la tierra
física –que existe entre el electrodo de puesta a tierra y el electrodo donde se encuentra aterrizado el neutro
del transformador de la compañía suministradora de energía eléctrica– puede ser alta y, por lo tanto, puede
limitar la corriente que se presente en el circuito en caso de una falla a tierra (véase la figura 2.24).
50
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Contacto del conductor
de fase con la carcasa
metálica de la lavadora
Conductor vivo
o de fase
Trayectoria de la corriente
Cuchillas
desconectadoras
en el circuito
Receptáculo
Transformador
de la compañía
suministradora
Dispositivo de
protección por
sobrecorriente
Clavija
Conductor
neutro
Con el aterrizaje de la carcasa
metálica de la lavadora, se
evita que la corriente pase
por el cuerpo de la persona
Conductor
de tierra
La corriente regresa por el conductor de
tierra (verde) hasta el electrodo de puesta
a tierra –que se encuentra en la entrada
del suministro de energía eléctrica a la
construcción– y de ahí regresa al neutro
del transformador por tierra física.
Electrodo de
puesta a tierra
Neutro del
transformador
aterrizado
Símbolo usado para el aterrizaje.
Figura 2.24. Aterrizaje de partes metálicas para proteger a las personas.
Una persona puede entrar en contacto eléctrico con conductores vivos, por ruptura de la conexión a
tierra de las partes metálicas o conductoras de equipos, o por alguna otra causa. Esto puede ser peligroso,
sobre todo en lugares mojados o húmedos, como son los baños, las cocheras, cerca del fregadero de las
cocinas, los jardines, el cuarto de la lavadora, los sótanos sin terminar, etc.
En la figura 2.26 se muestra lo que ocurre cuando una persona entra en contacto eléctrico con un
conductor vivo. En estos casos, los dispositivos de protección contra sobrecorriente no desconectan el
circuito, aun en sistemas aterrizados, ya que las resistencias del cuerpo humano y la de la tierra limitan
la corriente a valores menores que a los que opera el dispositivo. Para proteger a las personas contra el
contacto con conductores vivos, se emplean dispositivos conocidos como interruptores con protección
de falla a tierra. La finalidad de estos interruptores es evitar que pase una corriente peligrosa a través del
cuerpo humano (un choque eléctrico comienza a producirse entre los 10 y los 30 miliamperes).
Estos interruptores operan midiendo la diferencia que existe entre la corriente del conductor vivo o
de fase y la corriente del conductor neutro. Esta diferencia es la corriente que regresa por tierra y que
puede circular por el cuerpo humano. Cuando la corriente que regresa por tierra es mayor a un valor
predeterminado, que en la mayoría de los casos es de 5 miliamperes, los interruptores con protección
de falla a tierra desconectan el circuito, en un tiempo menor a 60 milisegundos (véase la figura 2.27).
Las protecciones contra sobrecorriente normales no operan a estos valores de corriente, considerados
necesarios como protección para las personas, ya que los valores nominales de éstas son de 15, 20, 30,
etcétera, amperes.
51
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Contacto del conductor
de fase con la carcasa
metálica de la lavadora
Conductor vivo
o de fase
Trayectoria de la corriente
Cuchillas
desconectadoras
en el circuito
Receptáculo
Transformador
de la compañía
suministradora
Dispositivo de
protección por
sobrecorriente
Clavija
Puente de unión
Conductor
neutro
Con el aterrizaje de la carcasa
metálica de la lavadora, se
evita que la corriente pase
por el cuerpo de la persona
La corriente regresa por el
conductor de tierra (verde),
pasa por el puente de unión al
conductor neutro y regresa por
el neutro al transformador.
Conductor
de tierra
Electrodo de
puesta a tierra
Neutro del
transformador
aterrizado
El regreso de la corriente por el neutro
representa un camino de baja impedancia
que produce un corto circuito, para que el
dispositivo de protección por sobrecorriente
opere y desconecte el circuito.
Símbolo usado para el aterrizaje.
Figura 2.25.
IDENTIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES POR MEDIO DE COLORES
Para un fácil reconocimiento de los diferentes tipos de conductores de un circuito, como son los vivos o
de fase, el conductor aterrizado o neutro, y el conductor de tierra, la NOM-001-SEDE-2012 establece
el siguiente código de colores para el aislamiento:
a) Conductor aterrizado o neutro: color blanco o gris claro.
b) Conductor para conexión a tierra de los equipos o conductor de tierra: verde o verde con franjas
amarillas, si está aislado; o puede ir sin aislamiento (desnudo).
c) Conductores vivos o de fase: cualquier otro color diferente del blanco, gris claro o verde. Generalmente
se emplean el negro y el rojo para identificarlos.
Existen excepciones a lo anterior, por ejemplo en conductores dúplex, que llevan un solo color para el
neutro y para el vivo; puede identificarse el neutro con una estría longitudinal. También en algunos casos
puede identificarse el tipo de conductor con pintura u otro medio eficaz de color, en sus extremos y
en todos los puntos en que el conductor sea accesible, empleando el color blanco para el neutro, el
color verde para el conductor de tierra, y otro color, generalmente negro, para los conductores de fase
o vivos.
52
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
Contacto
de la mano de la
persona con el
conductor vivo
Cuchillas
desconectadoras
Conductor vivo
o de fase
Trayectoria de
la corriente
en el circuito
Transformador
de la compañía
suministradora
Dispositivo de
protección por
sobrecorriente
Receptáculo
Clavija
Puente de unión
Conductor
neutro
Conductor
de tierra
La corriente pasa por el cuerpo
de la persona que hace contacto Regreso de la corriente
al transformador por
con el conductor vivo o de
tierra física
fase, lo que puede ocasionarle un
daño severo o hasta la muerte.
Neutro del
transformador
aterrizado
Electrodo de
puesta a tierra
Símbolo usado para el aterrizaje.
El dispositivo de sobrecorriente no opera
porque la resistencia del cuerpo y de la
tierra limitan la corriente a un valor
menor al del dispositivo.
Figura 2.26. Peligro del contacto de una persona con un conductor vivo o de fase.
Contacto
de la mano de la
persona con el
conductor vivo
Interruptor con
protección de
falla de tierra Conductor
vivo o de fase
Trayectoria de la
corriente en el circuito
Cuchillas
desconectadoras
Transformador
de la compañía
suministradora
Dispositivo de
protección por
sobrecorriente
Receptáculo
Clavija
Puente de unión
Conductor de
tierra
La corriente pasa por el cuerpo
de la persona que hace contacto
con el conductor vivo o de fase
El dispositivo de sobrecorriente no opera
porque la resistencia del cuerpo y de la
tierra limitan la corriente a un valor
menor al del dispositivo.
Regreso de la corriente
al transformador por
tierra física
Conductor
neutro
Electrodo de
puesta a tierra
Neutro del
transformador
aterrizado
El interruptor con protección de falla a tierra
desconecta el circuito cuando la corriente
que regresa por tierra, que es la que pasa por el
cuerpo de la persona, es mayor a 5 miliamperes.
Símbolo usado para el aterrizaje.
Figura 2.27. Operación del interruptor con protección de falla a tierra.
53
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
CIRCUITOS ALIMENTADORES Y DERIVADOS
El Capítulo 1, Disposiciones generales, del ARTÍCULO 100 – DEFINICIONES de la “Norma Oficial
Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones eléctricas (utilización)”, da las siguientes definiciones de un
circuito alimentador y de un circuito derivado:
• Alimentador: Todos los conductores de un circuito formado entre el equipo de acometida o la
fuente de un sistema derivado separado y el dispositivo final de protección contra sobrecorriente
del circuito derivado.
• Circuito derivado: Conductores de un circuito desde el dispositivo final de sobre corriente que protege
a ese circuito hasta la(s) salida(s)
Para entender mejor el significado de las definiciones anteriores, en la figura 2.28 se presenta un diagrama
que muestra los circuitos alimentadores y derivados, así como las siguientes definiciones proporcionadas en la
misma parte de la NOM-001-SEDE-2012:
• Equipo de acometida: Equipo necesario para servir de control principal y que usualmente consiste en
un interruptor automático o desconectador y fusibles, con sus accesorios, localizado cerca del punto de
entrada de los conductores de suministro a un edificio u otra estructura o a un área definida.
o Acometida: Conductores eléctricos que conectan la red de distribución del suministrador, al
punto de recepción del suministro en la instalación del inmueble a servir.
o Conductores de acometida: Conductores comprendidos desde el punto de acometida hasta el
medio de desconexión de la instalación.
o Medio de desconexión: Dispositivo o conjunto de dispositivos u otros medios por los cuales los
conductores de un circuito pueden ser desconectados de su fuente de alimentación.
•
•
•
Sistema derivado separado: Sistema de alambrado de una propiedad, cuya alimentación procede de
una fuente de energía o equipo diferente a la alimentación del suministrador. Tales sistemas no tienen
conexión eléctrica entre los conductores de un circuito de un sistema a los conductores de un circuito de
otro sistema, exceptuando las conexiones a través de la tierra, cubiertas de metal, canalizaciones metálicas,
o conductores de puesta a tierra de equipo.
Dispositivo: Elemento de un sistema eléctrico que su principal función es conducir o controlar la energía eléctrica.
Salida: Punto en un sistema de alambrado en donde se toma corriente eléctrica para alimentar al equipo
de utilización.
o Equipo de utilización: Equipo que utiliza la energía eléctrica para propósitos de electrónica,
electromecánicos, químico, de calefacción, de alumbrado y otros similares.
Receptáculo
Red del suministrador (CFE)
Medidor de
consumo de
energía
Tablero de
distribución
(últimos
dispositivos de
protección
contra
sobrecorriente).
Equipo de
acometida (equipo
de entrada a la
construcción:
interruptor de
cuchillas y fusibles Alimentadores
o desconectadotes
automáticos) o
Tablero de
fuente de un
distribución
sistema derivado
(últimos disposeparado.
Acometida
Figura 2.28. Circuitos alimentadores y derivados.
54
sitivos de protección contra
sobrecorriente).
Circuitos
derivados
Salidas
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA
Para que pueda usarse la energía eléctrica en nuestros hogares, en comercios y en industrias, se requiere
de un sistema que comprende la generación, transmisión y distribución de esta forma de energía. En la
figura 2.29 se presenta un diagrama con las partes principales de este sistema, las cuales vamos a describir
a continuación:
a)
Generación: La electricidad es generada de diversas formas convirtiendo diferentes tipos de
energía en electricidad. Las más comunes de estas formas son:
• Hidroeléctrica: Se aprovecha la caída del agua en presas para mover turbinas, que a su
vez mueven generadores de electricidad.
• Térmica: Con vapor de agua se mueven turbinas que a su vez mueven generadores de
electricidad. El vapor de agua puede generarse con combustibles fósiles (termoeléctrica),
con energía nuclear (nucleoeléctrica), con energía de la tierra (geotérmica).
• Solar: Se usa la radiación del sol para producir electricidad, generalmente con celdas
fotovoltaicas que convierten la luz del sol en electricidad.
• Eólica: Se emplea la energía del viento para mover ventiladores, que a su vez mueven
generadores de electricidad.
El voltaje de generación es variable, pero lo más común en México es de 13,8 kV.
b) Línea de transmisión: Generalmente las plantas generadoras de electricidad se encuentran lejos de
los puntos de uso, como las ciudades o los centros industriales, por lo que es necesario transmitir la
electricidad hasta esos puntos. La siguiente fórmula nos proporciona la potencia eléctrica transmitida
por una línea.
P = VI
(2.8)
Donde:
P = Potencia eléctrica transmitida en watts.
V = Voltaje de transmisión en volts.
I = Corriente transmitida en amperes.
Como puede apreciarse en la fórmula 2.8, para una potencia transmitida constante: a mayor voltaje de
transmisión, menor corriente transmitida y, por lo tanto, menores pérdidas de energía en forma de calor
en las líneas de transmisión, por efecto Joule (véase la fórmula 2.6: Q = I2 R). Esta es la razón por la cual
el voltaje tiene que ser elevado a valores mayores que el de generación para transmitirlo a distancias que
pueden ser del orden de cientos de kilómetros. Los lugares donde se eleva el voltaje para transmitirlo
se llaman subestaciones, y básicamente están compuestas de equipos llamados transformadores que
incrementan el voltaje. Los voltajes más comunes de transmisión de electricidad en México son 230 kV
y 400 kV.
c) Sistema de distribución primaria regulada: Cuando las líneas de transmisión llegan a los lugares de
consumo, el voltaje es reducido en subestaciones para poder distribuirlo de manera más segura. En
México el voltaje de distribución primaria regulada es 13,8 kV (Comisión Federal de Electricidad).
Las subestaciones mencionadas están compuestas básicamente por transformadores que reducen el
voltaje de transmisión.
d) Sistema de distribución secundaria: Para poder utilizar la energía eléctrica, el voltaje de distribución
primaria es reducido a valores seguros para su uso. La reducción del voltaje se lleva a cabo mediante
transformadores. El voltaje más común en México para distribución secundaria es de 220 V de fase
55
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
a fase. Como son sistemas en estrella, el voltaje de fase a neutro es de 220 V/1,73 = 127 V (véase la
figura 2.20), que es el que llega a nuestras casas por medio de la acometida. Después de la acometida
se encuentran los circuitos alimentadores y los derivados, descritos anteriormente, y estos últimos
alimentan a los equipos de utilización.
Central de
generación
13,8 kV
Sistema de
distribución
primario regulado
Línea de transmisión
230 kV ó 400 kV
13,8 ó 23 kV
Subestación
Subestación
Sistema de
distribución
secundario
127/220 V
Sistema de
distribución
secundario
Transformador de
distribución
Acometida
Alimentador
Circuitos
derivados
Equipo de
utilización
Alimentador
Transformador de
distribución
127/220 V
Acometida
Alimentador
Alimentador
Circuitos
derivados
Equipo de
utilización
Figura 2.29. Sistema eléctrico típico para la generación, transmisión, distribución y utilización de energía eléctrica.
POTENCIA REAL Y POTENCIA APARENTE EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA
Anteriormente vimos que la potencia en circuitos está dada por la siguiente fórmula:
P = VI
(2.8)
Donde:
P = Potencia eléctrica en watts
V = Voltaje en volts
I = Corriente en amperes
Esta fórmula nos proporciona la potencia, consumida o producida, en circuitos de corriente directa.
En corriente alterna, tenemos que introducir un nuevo concepto conocido como potencia aparente, que
está dado por las siguientes fórmulas:
•
En circuitos monofásicos:
PA = VI
56
(2.9)
Conceptos básicos de circuitos eléctricos
•
En circuitos trifásicos:
PA =√3 VI
(2.10)
Donde:
PA = Potencia eléctrica aparente en VA [volts-amperes]
V = Voltaje en volts. Para circuitos monofásicos es igual al voltaje de fase a neutro y para circuitos
trifásicos es igual al voltaje de fase a fase
I = Corriente de línea en amperes
Para obtener la potencia real en circuitos de corriente alterna, tenemos:
P = PAFp
(2.11)
Donde:
P = Potencia eléctrica real en watts
PA = Potencia eléctrica aparente en VA [volts-amperes]
Fp = Factor de potencia. Esta cantidad no tiene unidades y su valor siempre es menor o igual a uno
y mayor o igual a cero. Para cargas compuestas únicamente por resistencias, como en el caso de las
lámparas incandescentes, el factor de potencia es igual a uno.
De acuerdo con esto, para calcular la corriente en circuitos de corriente alterna, tenemos las siguientes
fórmulas:
•
En circuitos monofásicos:
I =
PA
V
(2.12)
Donde:
I = Corriente de línea en amperes
PA = Potencia eléctrica aparente en VA monofásica [volts-amperes]
V = Voltaje de fase a neutro en volts
•
En circuitos trifásicos:
PA
_____
I=
√3 V
(2.13)
Donde:
I = Corriente de línea en amperes
PA = Potencia eléctrica aparente trifásica en VA [volts-amperes]
V = Voltaje de fase a fase en volts
57
Capítulo
Componentes de las
instalaciones eléctricas
ara la realización física de una instalación eléctrica se emplea una gran cantidad de equipo y
material eléctrico.
Cualquier persona que se detenga a observar una instalación eléctrica podrá notar que existen varios
elementos, algunos visibles o accesibles y otros no.
El conjunto de elementos que intervienen desde el punto de alimentación o acometida de la compañía
suministradora (CFE) hasta el último punto de una casa habitación, comercio, bodega o industria
en donde se requiere el servicio eléctrico, constituye lo que se conoce como los componentes de la
instalación eléctrica.
En el tema anterior se mencionó que un circuito eléctrico está constituido en su forma más elemental
por una fuente de voltaje o de alimentación, los conductores que alimentan la carga y los dispositivos
de control o apagadores. De estos elementos se puede desglosar el resto de los componentes de una
instalación eléctrica práctica, ya que, por ejemplo, los conductores eléctricos normalmente van dentro
de tubos metálicos o de PVC que se conocen genéricamente como tubos (conduit); los apagadores se
encuentran montados sobre cajas, las lámparas se alimentan de cajas metálicas similares a las usadas en
los apagadores y también en los contactos; y asociados a estos elementos se tienen otros componentes
menores, así como toda una técnica de selección y montaje.
Los elementos que estudiaremos brevemente son:
• Conductores eléctricos.
• Interruptores.
• Fusibles.
• Centros de carga.
• Contactos y apagadores.
• Lámparas.
• Canalizaciones y accesorios.
P
Por otra parte, todos los elementos usados en las instalaciones eléctricas deben cumplir con ciertos
requisitos, no sólo técnicos, también de uso y presentación, para lo cual deben acatar las disposiciones
que establece la Norma Oficial de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE.
Todos estos elementos se identifican en un plano o diagrama eléctrico por medio de símbolos. A
continuación haremos una breve descripción de estos elementos y al final del tema ilustraremos el punto
de los diagramas y planos eléctricos con su simbología.
CONDUCTORES ELÉCTRICOS
Los alambres y cables que se emplean en casas habitación, comercios, bodegas, etc., se conocen en el
argot de los conductores eléctricos como cables para la industria de la construcción.
Estos cables para la industria de la construcción en baja tensión están formados por los siguientes
elementos:
58
3
Componentes de las instalaciones eléctricas
•
El conductor eléctrico, que es el elemento por el que circula la corriente eléctrica: es de cobre suave
y puede tener diferentes flexibilidades:
o Rígida: Conductor formado por un alambre.
o Semiflexible: Conductor formado por un cable (cableado clase B o C).
o Flexible: Conductor eléctrico formado por un cordón (clase I en adelante).
•
El aislamiento, cuya función principal es la de soportar la tensión aplicada y separar al conductor
eléctrico energizado de partes puestas a tierra; es de un material generalmente plástico a base de
policloruro de vinilo (PVC). Este aislamiento puede ser de tipo termofijo a base de etileno-propileno
(EP) o de polietileno de cadena cruzada (XLP).
Una cubierta externa, cuya función es la de proteger al cable de factores externos (golpes, abrasión,
etc.) y ambientales (lluvia, polvo, rayos solares, etc.). Normalmente esta cubierta externa es de
policloruro de vinilo (PVC) y se aplica en cables multiconductores.
•
Aislamiento
Conductor
Cubierta
Como hemos visto, los cables para la industria de la construcción están formados por un conductor
de cobre suave de alta pureza, un aislamiento a base de policloruro de vinilo (PVC), etileno-propileno
(EP), polietileno de cadena cruzada (XLP) o elastomérico (CP).
En el caso de cables multiconductores, éstos cuentan con una cubierta externa a base de policloruro
de vinilo o polietileno clorado (CP).
Hablemos de las propiedades y características que deben tener los elementos de estos cables.
Conductor eléctrico
Son cuatro los factores que deben ser considerados en la selección de los conductores: material,
flexibilidad, forma y dimensiones.
Material
Los materiales más usados como conductores eléctricos son el cobre y el aluminio, aunque el primero
es superior en características eléctricas y mecánicas (la conductividad del aluminio es aproximadamente
el 60% de la del cobre y su esfuerzo de tensión a la ruptura, el 40%). Las características de bajo peso
del aluminio han dado lugar a un amplio uso de este metal en la fabricación de los cables aislados y
desnudos.
En la siguiente tabla se muestran en forma general las propiedades de los conductores de cobre suave
y de aluminio 3/4 de duro.
59
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Características
Grado de pureza, %
Resistividad a 20 °C, ohm-mm2/m
Coeficiente de variación de la resistividad eléctrica a 20 °C, por
cada 20 °C
Densidad a 20 °C, g/cm3
Cobre suave
Aluminio ¾ duro
> 99,9
> 99,5
17,241 x 10-3
28,264 x 10-3
3,9 x 10-3
4,03 x 10-3
8,89
2,70
Coeficiente de dilatación lineal a 20 °C, por cada 20 °C
17 x 10-6
23 x 10-6
Carga de ruptura, MPa
230 a 250
120 a 150
Alargamiento a la ruptura, %
20 a 40
4a1
Temperatura de fusión, °C
1 080
660
¿Por qué el cobre es el metal que se prefiere en la elaboración de conductores eléctricos?
Hay muchas razones técnicas que respaldan el uso del cobre como material para los conductores
eléctricos, pero la principal es la confiabilidad probada que éste posee.
Las razones de éxito que ha tenido el cobre se basan en su conductividad eléctrica y sus propiedades
mecánicas, puesto que su capacidad de conducción de corriente lo convierte en el más eficiente conductor
eléctrico, en términos económicos.
Podemos asegurar que el cobre –debido a su mayor capacidad de corriente para un calibre dado, a
igual espesor de aislamiento que los cables de aluminio– puede instalarse en tubos (conduit), ductos,
charolas o canaletas de menor tamaño. Es decir, los conductores de cobre minimizan los requerimientos
de espacio.
Esto resulta útil si se toma en cuenta que un aumento en el diámetro de los tubos (conduit), ductos o
canaletas, en conjunto con el espacio requerido por el alambrado, incrementa los costos de instalación al
igual que todos los componentes que integran ésta (por ejemplo las cajas de conexión, chalupas, etcétera).
El aluminio ha tenido éxito como conductor eléctrico en líneas de transmisión y distribución aéreas,
pero no así como conductor eléctrico para cables de baja tensión en aplicaciones de la industria de la
construcción.
El aluminio presenta problemas en las conexiones debido a sus propiedades físicas y químicas, ya que
bajo condiciones de calor y presión este material se dilata y, por tanto, se afloja en las conexiones.
Las terminales de equipos, aparatos, dispositivos, etc., son fabricadas con cobre, cobre estañado o
aleaciones de cobre, los cuales en la tabla de electronegatividad tienen valores similares, en tanto
el aluminio –al estar más alejado de ellos en esta tabla de electronegatividad– presenta problemas de
corrosión galvánica.
Como conclusión podemos decir que el cobre, además de ser mejor conductor que el aluminio, es
mecánica y químicamente más resistente. Lo anterior significa que soporta alargamientos (proceso de
60
Componentes de las instalaciones eléctricas
instalación de los cables dentro de la canalización), reducción de sección por presión (en los puntos de
conexión cuando el tornillo opresor sujeta a los conductores), mellas y roturas (en el proceso mecánico
de conexión).
El óxido que se forma en las conexiones donde el conductor de aluminio no tiene aislamiento es de
tipo no conductor, ocasionando puntos calientes en ellas y un riesgo en la instalación eléctrica.
Flexibilidad
Acorde con los requerimientos de una instalación en particular, las normas de productos clasifican la
flexibilidad de los conductores en clases de cableado, combinando diferentes diámetros de alambres y
el número de éstos.
a) Alambres
b) Cables (AA, A, B o C)
c) Cordones (I, J, K)
Conductores sólidos
Conductores cableados concéntricos (con o sin compactación)
Conductores flexibles (aumenta la flexibilidad con el número de
hilos)
Cable
Alambre
Cordón
Forma
La forma geométrica de los conductores eléctricos es generalmente redonda, y dependiendo de su
aplicación puede ser:
Sólido
Redondo sin
compactar
Redondo
compacto
Sectorial
Dimensiones
El tamaño o sección transversal o calibre de los conductores eléctricos debe indicarse en mm2 y
opcionalmente entre paréntesis el número de la escala de calibres americanos (AWG-kcmil), de acuerdo
con la Norma Oficial Mexicana de Conductores Eléctricos NOM-063-SCFI.
Es importante recordar que a nivel mundial se usan dos escalas de calibres para cuantificar el tamaño
de los conductores eléctricos:
• Escala americana AWG-kcmil (AWG = American Wire Gauge; kcmil = kilo circular mil, anteriormente
conocida como MCM).
• Escala Internacional (IEC), mm2.
61
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Un valor útil para convertir calibres en ambas escalas es el siguiente:
1mm2 = 1 973,525 circular mils
o
1mm2 = 1,973525 kCM ≈ 2 kcmil
El tamaño de un conductor eléctrico debe seleccionarse adecuadamente cumpliendo con los
requerimientos técnicos y normativos de nuestro país.
En las siguientes tablas encontraremos las secciones o calibres, diámetros de conductores y las
resistencias eléctricas en corriente alterna y directa.
Tabla 1
Construcción normal de cables concéntricos de cobre clase B y C
Área de la sección
transversal nominal
mm2
62
Calibre
AWG-kcmil
Número
de alambres
Diámetro de los
alambres
mm
Diámetro exterior
nominal del cable
mm
Clase B
Clase C
Clase B
Clase C
Clase B
Clase C
Masa
kg/km
2,08
14
7
19
0,615
0,347
1,85
1,87
18,88
3,31
12
7
19
0,776
0,471
2,33
2,36
29,99
5,26
10
7
19
0,978
0,594
2,93
2,97
47,70
8,37
8
7
19
1,234
0,749
3,70
3,75
75,87
13,3
6
7
19
1,555
0,944
4,67
4,72
120,60
21,2
4
7
19
1,961
1,191
5,88
5,96
191,4
33,6
2
7
19
2,473
1,501
7,42
7,51
304,9
53,5
1/0
19
37
1,893
1,357
9,47
9,50
484,9
67,4
2/0
19
37
2,126
1,523
10,63
10,66
611,4
85,0
3/0
19
37
2,387
1,710
11,94
11,97
770,9
107
4/0
19
37
2,680
1,921
13,40
13,45
972,1
127
250
37
61
2,088
1,626
14,62
14,63
1 149
152
300
37
61
2,287
1,781
16,01
16,03
1 378
177
350
37
61
2,470
1,924
17,29
17,32
1 608
203
400
37
61
2,641
2,057
18,49
18,51
1 838
253
500
37
61
2,953
2,300
20,67
20,70
2 298
304
600
61
91
2,519
2,062
22,67
22,68
2 757
380
750
61
91
2,816
2,306
25,34
25,37
3 446
507
1 000
61
91
3,252
2,663
29,27
29,29
4 595
Componentes de las instalaciones eléctricas
Tabla 2
Características dimensionales de los alambres de cobre suave
Área de la sección
transversal nominal mm2
Calibre
AWG
Diámetro exterior
nominal
mm
Masa
kg/km
2,08
14
1,628
18,50
3,31
12
2,052
29,40
5,26
10
2,588
46,77
8,37
8
3,264
74,38
13,3
6
4,115
118,20
Tabla 3
Resistencia eléctrica de conductores de cobre suave cableados clases B y C
Área de la sección
transversal nominal
mm2
Resistencia eléctrica
ohm/km
Calibre
Corriente directa
AWG-kcmil
Corriente alterna
20 °C
20 °C
60 °C
75 °C
90 °C
2,08
14
8,4500
8,45
9,72
10,28
10,77
3,31
12
5,3200
5,32
6,12
6,47
6,78
5,26
10
3,3400
3,34
3,84
4,06
4,26
8,37
8
2,1000
2,10
2,41
2,55
2,67
13,3
6
1,3200
1,32
1,51
1,60
1,68
21,2
4
0,8320
0,832
0,957
1,01
1,06
33,6
2
0,5230
0,523
0,602
0,636
0,667
53,5
1/0
0,3290
0,329
0,379
0,401
0,420
67,4
2/0
0,2610
0,262
0,301
0,318
0,334
85,0
3/0
0,2070
0,208
0,239
0,253
0,265
107
4/0
0,1640
0,166
0,191
0,202
0,211
127
250
0,1390
0,141
0,163
0,172
0,180
152
300
0,1160
0,118
0,135
0,143
0,150
177
350
0,0992
0,104
0,120
0,126
0,133
203
400
0,0868
0,093
0,107
0,113
0,118
253
500
0,0694
0,078
0,090
0,095
0,100
304
600
0,0579
0,070
0,081
0,086
0,090
380
750
0,0463
0,065
0,074
0,079
0,083
507
1 000
0,0347
0,064
0,074
0,078
0,082
63
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tabla 4
Resistencia eléctrica de alambres de cobre suave
Área de la sección
transversal nominal
mm2
Resistencia eléctrica
ohm/km
Calibre
AWG
Corriente directa
Corriente alterna
20 °C
20 °C
60 °C
75 °C
90 °C
2,08
14
8,28
8,28
9,52
10,07
10,56
3,31
12
5,21
5,21
5,99
6,33
6,64
5,26
10
3,28
3,28
3,77
3,99
4,18
8,37
8
2,06
2,06
2,37
2,50
2,62
13,3
6
1,30
1,30
1,49
1,58
1,65
Proceso de fabricación y pruebas
de aseguramiento de la calidad
Cuando una persona no conoce de conductores eléctricos no sabe apreciar las diferencias entre una
marca y otra. Sucede que se puede tener dos productos enfrente: uno de calidad y otro de mala calidad,
pero al verlos del mismo tamaño, color, brillo, etc., no se aprecian a simple vista las diferencias para
elegir el bueno.
Los productos de calidad siempre cumplen con los requisitos mínimos que establece la Norma Oficial
Mexicana de Conductores Eléctricos NOM-063-SCFI y las Normas Mexicanas NMX-J. Para conocer
los valores de las normas, usted puede llamar a nuestra fábrica y con gusto la Gerencia Técnica Comercial
lo ayudará.
Para muchos clientes resulta más práctico acudir al fabricante para obtener la orientación que les
permite distinguir un producto de calidad de uno de mala calidad.
Los productos Condumex cuentan con la certificación de la Asociación de Normalización y
Certificación A.C. (ANCE). También nuestro Sistema de gestión de Calidad está certificado bajo la
norma ISO 9001:2008.
Problemas ocasionados por conductores de mala calidad
Es común que se intente por todos los medios reducir los costos de una instalación eléctrica y generalmente
se termina por comprar materiales de mala calidad sólo porque son más baratos.
Sin embargo, para que una instalación sea confiable y duradera, cuidando a su vez la economía,
adquirir conductores eléctricos de bajo costo no es lo que resulta más barato, porque aunque su costo
inicial sea menor, su utilización provoca que la instalación sea riesgosa, molesta (por la averías que se
produzcan en ella), efímera (porque durará pocos años trabajando) y costosa (por las pérdidas de energía
debido a los calentamientos excesivos).
Por eso, emplear conductores de mala calidad no significa un ahorro real, ya que aunque se paga
menos por adquirirlos, se pagará más por utilizarlos, puesto que los problemas que ocasionan representan
pérdidas de dinero (por reparación o reinstalación), de prestigio (porque el trabajo deberá repetirse en
pocos años) y de clientes (por hacer trabajos de mala calidad).
64
Componentes de las instalaciones eléctricas
Mayor resistencia
eléctrica
Riesgo de fuga de corriente
o de cortocircuito
Sección del
conductor más
reducida
Menor espesor de
aislamiento
Mayor tiempo
y costo de
instalación
Conductor con
poca flexibilidad
Cobre de
mala calidad
Material de aislamiento
reprocesado o de mala calidad
Riesgo de
peladuras en el
aislamiento
Mayores pérdidas de energía que
incrementan su costo
Riesgo de pérdida de vidas
humanas y de las inversiones
Temperatura del conductor más alta
que puede dañar al aislamiento
Características de fabricación y calidad de los productos
Producto
de buena
calidad
Razón
Producto
de mala
calidad
Causa
Consecuencias
Rosa o naranja
claro
Cobre de 99,96%
de pureza
Naranja oscuro o
café tenue
Cobre reprocesado
y con impurezas
Mayor resistencia eléctrica
que provoca calentamiento
y disminuye la vida útil del
cable
Tersura del
Sin rayones ni
conductor de
impurezas
cobre
Proceso de estirado
adecuado, cobre de
buena calidad
Con rayones e
impurezas
Cobre de mala
calidad y/o mal
procesado
Mayor resistencia eléctrica
en algunos puntos del conductor que puede provocar
fallas
Diámetro del Acorde con las
conductor
normas
Cumplir con los
reglamentos del
país
Los conductores con sección
menor a la adecuada son un
Diámetro menor al
Reducir el costo del
engaño al cliente y no son
especificado en las
producto
seguros porque se sobrecalinormas
entan
Prueba
Color del
cobre
65
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Prueba
Producto
de buena
calidad
Número de
Acorde con las
hilos de cable
normas
o cordón
Razón
Producto
de mala
calidad
Causa
Consecuencias
Cumplir con los
reglamentos del
país
Menor número de
hilos
Disminuye la sección real
Reducir el costo del del conductor, provocando
fallas, calentamiento y desproducto
gaste prematuro
El cable tendrá mayor resistencia de la normal, provocando calentamiento y desgaste prematuro
Paso de
cableado
Acorde con las
normas
Cables con
flexibilidad
y resistencias
adecuadas
Cableado muy
apretado o muy
extendido
Mal proceso de
fabricación
Espesor del
aislamiento
Acorde con las
normas
Que la corriente
esté bien aislada
Menos espesor del
aislamiento
La instalación tendrá un alto
Reducir el costo del riesgo de falla, porque la
corriente no está adecuadaproducto
mente aislada
Igual espesor
Centrado del de aislamiento
en todo el
conductor
conductor
Aislamiento bien
aplicado
Menor espesor en
algunas partes a lo
largo del cable
Mal proceso de
fabricación
Posibilidad de falla en algún
punto del cable cuando pase
una sobrecarga
PVC de mala
calidad y/o mal
procesado
Posibilidad de falla a tierra
en periodos de sobrecarga
Tersura del
aislamiento
Aislamiento sin
puntos duros o
poros
PVC de buena
calidad y bien
procesado
Aislamiento con
puntos duros,
poros o grietas
Suavidad del
producto
Facilidad de
manejo, pero no
muy blando
Materia prima de
calidad y proceso
correcto
Conductores muy
Materia prima de
duros o tan blandos
mala calidad y mal
que se trozan al
proceso
jalarlos
Cantidad
de producto
empacada
Lo especificado
en la norma y
empaque
Medidores de
longitud correctos
Rollos de 95 m en
lugar de 100 m
Reducir el precio
del producto o
maquinaria en mal
estado
Dificultad en la instalación
del cable, aumentando el
tiempo y costo de la instalación
Fraude al cliente
Aislamiento de los conductores eléctricos
Los cables para la industria de la construcción pueden tener aislamientos de los siguientes tipos:
• Aislamiento termoplástico (PVC).
• Aislamiento termofijo (EP o XLP).
La Norma Oficial Mexicana de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE en la tabla 310-104 (a),
clasifica a los aislamientos de los conductores eléctricos por medio de tipos. Tomando los cables utilizados
en la industria de la construcción, tenemos:
66
Componentes de las instalaciones eléctricas
Clasificación de los conductores con aislamiento termoplástico
Tipo
Temperatura máxima de
operación en el conductor, °C
Descripción
TW
60
Conductor con aislamiento de PVC resistente a la
humedad y a la propagación de incendio.
THW
75
Conductor con aislamiento de PVC resistente a la
humedad, al calor y a la propagación del incendio.
THW-LS
75 seco o mojado
Conductor con aislamiento de PVC resistente a la
humedad, al calor, a la propagación de incendio; de
emisión reducida de humos y de gas ácido.
THWN
75 mojado
75 mojado
THHW
90 seco
75 mojado
THHW-LS
90 seco
THHN
90 seco
Conductor con aislamiento de PVC y cubierta
de nylon resistente a la humedad, al calor y a la
propagación de la flama.
Conductor con aislamiento de PVC resistente a la
humedad, al calor y a la propagación de incendio.
Conductor con aislamiento de PVC resistente a la
humedad, al calor y a la propagación de incendio;
de emisión reducida de humos y de gas ácido.
Conductor con aislamiento de PVC y cubierta de
nylon, para instalarse sólo en seco. Resistente al
calor y a la propagación de la flama.
Clasificación de los conductores con aislamiento termofijo
Tipo (1)
XHHW
Temperatura máxima de
operación en el conductor,
°C
75 en seco y mojado
90 en seco y húmedo
Descripción
Conductor con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP), resistente a
la presencia de agua y al calor.
XHHW-2
90 en seco y mojado
Conductor con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP), resistente a
la presencia de agua y al calor.
RHW
75 en seco y mojado
Conductor con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP), a base de
etileno propileno (EP), o aislamiento combinado (de CPE sobre EP) resistente
a la presencia de agua y al calor. Los aislados con EP deben llevar cubierta
termoplástica o termofija.
RHW-2
90 en seco y húmedo
Conductor con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP), a base de
etileno propileno (EP), o aislamiento combinado (de CPE sobre EP) resistente
a la presencia de agua y al calor. Los aislados con EP deben llevar cubierta
termoplástica o termofija.
RHH
90 en seco y húmedo
Conductores con aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP), a base de
etileno propileno (EP), o aislamiento combinado (de CPE sobre EP) resistente al
calor. Los aislados con EP deben llevar cubierta termoplástica o termofija.
(1): Estos cables pueden ser resistentes a la propagación de incendio, de baja emisión de humos o “-2” para lugares secos y mojados.
67
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Con objeto de referenciar los productos Condumex en estas tablas, a continuación encontraremos su
clasificación, por familias de aislamientos.
Familia
Termoplásticos
Aislamiento
Tipo
Temperatura
de operación
PVC
THW-LS/THHW-LS
90 °C
PVC + Ny
THHN
90 °C
PVC + Ny
THWN-2
75 °C
EP
RHH
90 °C
EP
RHW
75 °C
EP
RHW-2
90 °C
XLP
RHH
90 °C
XLP
RHW
75 °C
XLP
RHW-2
90 °C
XLP
XHHW
75 °C
XLP
XHHW-2
90 °C
Producto Condumex
Alambres y Cables Vinanel
XXI RoHSM.R. CT-SR
Alambres y Cables VinanelM.R.
Nylon RoHS CT-SR
Cables VulcanelM.R.
RoHS EP-CPE CT-SR
Termofijos
Cables Vulcanel M.R. RoHS
XLP CT-SR
Al hablar de la temperatura máxima de operación de un conductor, es necesario ser específico. Los
conductores no se dañan inmediatamente al rebasar la temperatura máxima; esto significa que si un
producto THW-LS en lugar de utilizarlo a 75 °C lo hacemos a 80 °C, no se abrirá ni se fundirá su
aislamiento, pero sí se irá deteriorando con el tiempo, reduciendo su vida útil.
En forma general podemos decir que un aislamiento que se trabaje 10 °C por arriba de su temperatura
de operación normal, reduce su vida útil a la mitad. Por esto es importante que los conductores sólo
transporten la corriente para la que fueron diseñados, ya que de otra forma tendremos que cambiar la
instalación en poco tiempo.
Presentación de productos, características y aplicaciones
La línea de Alambres y Cables para la Industria de la Construcción que manufactura Grupo Condumex,
cuenta con una alta tecnología y desarrollos de vanguardia, logrando productos de la máxima confiabilidad
y seguridad para las instalaciones eléctricas, con mayor vida útil y, en consecuencia, con el menor costo
de operación disponible en el mercado.
Línea de productos:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
68
Cables Vinanel XXI RoHSM.R. tipo THW-LS/THHW-LS 90 °C, 600 V CT-SR
Cable multiconductor Vinanel XXI RoHSM.R. tipo THW-LS/THHW-LS 90 °C, 600 V CT-SR
Alambres y Cables VinanelM.R. Nylon RoHS tipo THHN/THWN-2 90 °C, 600 V CT-SR
Cable VulcanelM.R. XLP tipo XHHW-2 LS CT-SR, RoHS, 90 oC, 600 V
Cables VulcanelM.R. XLP RoHS tipo RHH/RHW-2 90 °C, 600 V CT-SR
Cables VulcanelM.R. EP-FR+CPE RoHS tipo RHH/RHW-2 90 °C, 600 V CT-SR
Cordones FlexanelM.R. uso rudo tipo SJT 60 °C, 300 V RoHS
Cordones FlexanelM.R. uso extra-rudo tipo ST 60 °C, 600 V RoHS
Cordones uso rudo tipo SJO 90 °C, 300 V
Cordones uso extra-rudo tipo SO 90 °C, 600 V
Componentes de las instalaciones eléctricas
Los productos que contienen las siglas RoHS cuidan y protegen al medio ambiente y los seres vivos
ya que en la formulación de sus aislamientos y/o cubiertas y en el proceso de manufactura, se cumple
con la directiz RoHS (significa en español: restricción del uso de sustancias peligrosas) establecidas por
la Comunidad Europea y el Estado de California entre otros.
Todos estos productos cumplen con la mormatividad nacional de conductores eléctricos y su fabricación
cumple lo dispuesto en la norma oficial mexicana de conductores eléctricos NOM-063-SCFI.
Nuestros productos cuentan con la certificación de la ANCE (Asociación de Normalización y
Certificación A.C.). La confiabilidad de nuestros sistemas de calidad se basan en la norma ISO 9001:2000
e ISO 9001:2008 y han sido reconocidos por diversos organismos nacionales e internacionales.
2
Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R.
tipo THW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR
1
Descripción
Temperatura máxima conductor
1. Conductor de cobre suave, sólido o cableado.
2. Aislamiento a base de policloruro de vinilo
(PVC), tipos THW-LS/THHW-LS en colores.
Aplicaciones
El cable Vinanel XXI RoHSM.R. tiene propiedades
eléctricas, mecánicas químicas, térmicas y ecológicas
que lo hacen único en el mercado eléctrico y ofrece
el más alto desempeño, durabilidad y seguridad,
con garantía de por vida por escrito en el inmueble
en donde se instale.
Ideal para circuitos alimentadores y derivados
en instalaciones eléctricas en casas habitación,
lugares de concentración pública (edificios de
oficinas, hospitales, bancos, hoteles, cines, etc.),
industrias, etc.
Es adecuado para instalaciones en interiores
o exteriores expuestas directamente a la luz solar.
Puede instalarse en charolas (a partir del calibre
4 AWG), tubos (conduit), canaletas, ductos o
trincheras.
Este producto cuida y protege al medio
ambiente y los seres vivos ya que en la formulación
del aislamiento y en el proceso de manufactura se
cumple con la directriz RoHS (restricción del uso de
sustancias peligrosas) establecida por la Comunidad
Europea y el Estado de California entre otros.
Tensión máxima de operación
600 V c.a. entre fases.
•
•
•
•
En ambiente húmedo: 75 °C.
En ambiente seco: 90 °C.
En sobrecarga: 105 °C.
En cortocircuito: 150 °C.
Normas
•
•
NOM-063-SCFI.
NMX-J-010-ANCE.
Certificaciones
•
•
Sistema de calidad certificado con
ISO 9001:2000.
Certificación ANCE del producto.
Propiedades
Conductor flexible que permite manejarlo,
instalarlo y acomodarlo con mayor facilidad en
canalizaciones, equipos y accesorios eléctricos.
El producto Vinanel XXI RoHSM.R. proporciona
la máxima seguridad y calidad en instalaciones
eléctricas por lo siguiente:
• Supera prueba de flama vertical de norma
NMX-J-192 (FV-1), por lo cual el producto
puede grabarse opcionalmente como FT1.
• Supera prueba de flama vertical de norma
NMX-J-192 (FV-2), por lo cual el producto
puede grabarse opcionalmente como FV2
(VW-1).
69
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
•
•
•
•
•
•
•
Supera prueba de flama horizontal de norma
NMX-J-192, por lo cual el producto puede
grabarse opcionalmente como FH.
Supera prueba de flama en charola vertical de
norma NMX-J-010 (con medición de humos
oscuros), por lo cual el producto se graba
como CT.
Supera prueba de flama en charola vertical de
norma NMX-J-498 (sin medición de humos
oscuros), por lo cual el producto puede
grabarse opcionalmente como FT4.
Supera prueba de no propagación del incendio
de norma NMX-J-093.
Supera pruebas de emisión de humos densos
y oscuros de norma NMX-J-010, por lo cual
el producto puede grabarse opcionalmente
como ST1.
Supera pruebas de emisión de humos densos,
oscuros, tóxicos y corrosivos de normas
NMX-J-472 y NMX-J-474, por lo cual el
producto se graba como LS.
Supera prueba de resistencia a la intemperie de
norma NMX-J-010, por lo cual el producto se
graba como SR.
Supera pruebas de resistencia al aceite a 60 °C
y a la gasolina de norma NMX-J-010, por lo
cual el producto puede grabarse opcionalmente
como PR1 y GR1.
- Excelente resistencia a los efectos de la humedad
- Gran resistencia a grasas, calor y bajas temperaturas.
- Excelentes propiedades dieléctricas.
- Deslizante, facilitando la instalación y reduciendo
el daño al mismo.
- Gran resistencia a la abrasión.
- Garantía de por vida por escrito.
•
Datos para pedido
Alambre o cable Vinanel XXI RoHSM.R. tipo THWLS/THHW-LS 90 °C, 600 V CT-SR, calibre,
color, número de producto, tipo de empaque y
longitud en metros.
Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R.
tipo THW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR
Datos dimensionales de alambres
Área de la
Calibre
sección
(AWG-kcmil)
transversal
(mm )
2
Número de
Diámetro del
alambres del
conductor
conductor
(mm)
Espesor
nominal del
aislamiento
Peso nominal
del cable
(mm)
(kg/km)
14
2,08
1
1,63
0,76
3,15
27
12
3,31
1
2,05
0,76
3,57
39
10
5,26
1
2,59
0,76
4,11
59
8
8,37
1
3,26
1,14
5,54
98
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
70
(mm)
Diámetro
exterior nominal
Componentes de las instalaciones eléctricas
Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R.
tipo THW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR
Datos dimensionales de cables
Área de la
Calibre
sección
(AWG-kcmil)
transversal
(mm2)
Número de
Diámetro del
alambres del
conductor
conductor
(mm)
Espesor
nominal del
aislamiento
(mm)
Diámetro
Peso nominal
exterior nominal
del cable
(mm)
(kg/km)
14
2,08
19
1,78
0,76
3,30
29
12
3,31
19
2,26
0,76
3,78
42
10
5,26
19
2,84
0,76
4,36
63
8
8,37
19
3,58
1,14
5,86
104
6
13,30
19
4,51
1,52
7,55
168
4
21,20
19
5,69
1,52
8,73
249
2
33,60
19
7,18
1,52
10,22
375
1/0
53,50
19
9,18
2,03
13,24
602
2/0
67,40
19
10,31
2,03
14,37
742
3/0
85,00
19
11,58
2,03
15,64
918
4/0
107,00
19
13,00
2,03
17,06
1 136
250
127,00
37
14,18
2,41
19,00
1 362
300
152,00
37
15,52
2,41
20,34
1 610
350
177,00
37
16,78
2,41
21,60
1 862
400
203,00
37
17,94
2,41
22,76
2 110
500
253,00
37
20,04
2,41
24,86
2 600
600
304,00
61
22,00
2,79
27,58
3 118
750
380,00
61
24,59
2,79
30,17
3 849
1 000
506,70
61
28,39
2,79
34,02
5 046
1 500
760,06
91
34,80
3,18
41,33
7 482
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
71
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R.
tipo THW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR
Números de producto de alambres según calibre, color exterior y empaque
Color
exterior
Alambre calibre 14 AWG
Alambre calibre 12 AWG
Alambre calibre 10 AWG
Alambre calibre 8 AWG
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
NEGRO
363121
363131
363091
363101
363061
363071
363031
363041
BLANCO
363122
363132
363092
363102
363062
363072
363032
363042
ROJO
363123
363133
363093
363103
363063
363073
363033
363043
AZUL
363124
363134
363094
363104
363064
363074
363034
363044
VERDE
363125
363135
363095
363105
363065
363075
-
-
AMARILLO
363126
363136
363096
363106
-
-
-
-
Números de producto de cables según calibre, color exterior y empaque
Color
exterior
NEGRO
Cable calibre 14 AWG
Cable calibre 12 AWG
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
361921
361931
361941
361891
361901
361911
361861
361871
361881
BLANCO
361922
361932
361942
361892
361902
361912
361862
361872
361882
ROJO
361923
361933
361943
361893
361903
361913
361863
361873
361883
VERDE
361924
361934
361944
361894
361904
361914
361864
361874
361884
GRIS
361925
361935
-
361895
361905
-
361865
361875
361889
AZUL
361926
361936
361945
361896
361906
361915
361866
361876
361885
AMARILLO
-
-
-
361897
361907
-
-
361886
-
NARANJA
-
-
-
-
361908
-
-
361887
-
CAFÉ
-
-
-
-
361910
-
-
361888
-
Color
exterior
Cable calibre 8 AWG
Cable calibre 6 AWG
Cable calibre 4 AWG
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
NEGRO
361831
361841
361851
361811
361801
361821
361781
361771
361791
BLANCO
361832
361842
361852
361812
361802
361822
361782
361772
361792
ROJO
361833
361843
361853
361813
361803
361823
361783
361773
361793
VERDE
361834
361844
361854
361814
361804
361824
361784
361774
361794
AZUL
361835
361845
361855
361815
361805
361825
361785
361775
361795
GRIS
-
361850
361860
-
361810
361816
-
361797
361786
AMARILLO
-
361836
361856
-
361826
361817
-
361798
361787
NARANJA
-
361837
-
-
361827
361829
-
361799
361788
CAFÉ
-
361840
361858
-
361828
361830
-
361800
361796
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
72
Cable calibre 10 AWG
CAJA
(100 m)
Componentes de las instalaciones eléctricas
Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R.
tipo THW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR
Números de producto de cables según calibre, color exterior y empaque
Cable calibre 2 AWG
Color
exterior
NEGRO
Cable calibre 1/0 AWG
Cable calibre 2/0 AWG
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
361751
361741
361761
361721
361717
361711
361691
361686
361681
BLANCO
361752
361742
361762
361723
-
361715
-
-
361684
ROJO
361753
361743
361763
361724
361716
361720
-
-
-
VERDE
361754
361744
361764
361722
-
361713
361692
-
361683
AZUL
361755
361745
361765
361725
361719
361714
-
-
Cable calibre 3/0 AWG
Color
exterior
Cable calibre 4/0 AWG
Cable calibre 250 kcmil
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
NEGRO
361661
361656
361651
361631
361626
361621
-
370031
370014
BLANCO
-
361658
361655
-
361627
361624
-
370132
-
ROJO
-
-
361654
-
-
-
-
-
-
VERDE
361662
-
361653
361632
-
361623
-
-
370131
Cable calibre 300
kcmil
Color
exterior
Cable calibre 350
kcmil
Cable calibre 400
kcmil
Cable calibre 500
kcmil
Cable
Cable
calibre
calibre
600 kcmil 750 kcmil
CARRETE CARRETE CARRETE CARRETE CARRETE CARRETE CARRETE CARRETE CARRETE CARRETE
(1 000 m) (500 m) (1 000 m) (500 m) (1 000 m) (500 m) (1 000 m) (500 m)
(500 m)
(500 m)
NEGRO
370032
370015
370033
370016
370034
370017
370035
370018
370029
370019
BLANCO
370122
-
-
-
-
-
-
-
-
-
VERDE
-
370121
-
370111
-
370101
-
370091
370081
370071
VERDE
361662
-
361653
361632
-
361623
-
-
370131
Color exterior
NEGRO
Cable calibre
1 000 kcmil
Cable calibre
1 500 kcmil
CARRETE
(500 m)
CARRETE
(500 m)
100203002A
100203006A
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
73
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cable multiconductor Vinanel XXI
RoHSM.R. tipo THW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR
4
3
2
1
Propiedades
Descripción
1. Conductores redondos comprimidos de
cobre suave cableado clase B.
2. Aislamiento de policloruro de vinilo (PVC)
tipo THW-LS/THHW-LS en colores: negro,
rojo y azul.
3. Cinta separadora.
4. Cubierta exterior de policloruro de vinilo
(PVC) en color negro.
•
•
•
•
•
Aplicaciones
•
Circuitos derivados y alimentadores en baja
tensión en edificios públicos, escuelas, hoteles,
hospitales, comercios y en industrias en general.
Ideal para instalarse en interiores o exteriores en
charolas, tubos (conduit), ductos o trincheras.
Cumple lo dispuesto por el Artículo 392 de la
norma NOM-001-SEDE-2012
Tensión máxima de operación
•
Es resistente al calor, humedad, aceites y
agentes químicos.
Gran resistencia mecánica y a la abrasión.
No propaga la flama (Prueba de norma
NMX-J-192).
Resistente a la propagación de incendio (Prueba
de flama en charola vertical NMX-J-498),
grabado CT (para uso en charola).
Mínima generación de humos densos y
oscuros; tóxicos y corrosivos en caso de
incendio.
Es deslizante, por lo que disminuye hasta 5
veces el esfuerzo de jalado en los cables en tubo
(conduit), facilitando la instalación y evitando
daños al aislamiento.
Supera la prueba de resistencia a la intemperie
NMX-J-553, grabado SR (para uso en
charola).
Certificación
•
Sistema de Calidad
certificado por:
•
Certificación ANCE del producto
600 V.
Temperatura máxima conductor
Normas
•
•
•
•
En ambiente húmedo: 75 °C.
En ambiente seco: 90 °C.
En sobrecarga: 105 °C.
En cortocircuito: 150 °C.
•
•
NOM-063-SCFI.
NMX-J-010-ANCE.
Datos para pedido
Cable multiconductor Vinanel XXI RoHSM.R.
THW-LS/THHW-LS 90 °C, 600 V CT-SR,
calibre de los conductores de fuerza y longitud en
metros.
74
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cable multiconductor Vinanel XXI
RoHSM.R. tipo THW-LS/THHW-LS
90 °C, 600 V CT-SR
Características dimensionales cable multiconductor Vinanel XXI RoHSM.R.
Diámetro
Diámetro
Código de
la sección
Calibre
Número de
de cada
sobre
producto
transversal
AWG-kcmil
conductores
conductor
aislamiento
mm
mm
Área de
mm2
Diámetro
exterior
mm
Peso total
kg/km
07010800JA
2,08
14
3
1,80
3,50
10,00
163
07010800KA
3,31
12
3
2,30
4,00
11,00
215
07010800LA
5,26
10
3
2,90
4,60
12,30
291
07010800MA
8,37
8
3
3,60
6,10
16,40
494
07010800NA
13,3
6
3
4,60
7,80
20,00
754
07010800OA
21,2
4
3
5,75
9,00
23,70
1 111
070108017A
33,6
2
3
7,25
10,50
26,90
1 570
070108018A
53,5
1/0
3
8,95
13,20
32,70
2 388
070108019A
67,4
2/0
3
10,0
14,30
35,10
2 872
07010801AA
85,0
3/0
3
11,3
15,50
37,80
3 474
07010801BA
107
4/0
3
12,6
16,90
40,80
4 219
07010801CA
127
250
3
14,1
19,20
47,20
5 292
07010801VA
152
300
3
15,5
20,40
50,10
6 160
07010801WA
177
350
3
16,7
21,70
52,80
7 020
07010801XA
203
400
3
17,9
22,90
55,20
7 872
07010801YA
253
500
3
20,0
25,00
59,80
9 559
07010801ZA
380
750
3
24,5
30,30
72,80
14 261
070108020A
507
1 000
3
28,3
34,10
81,00
18 402
Notas: - Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
- Los colores de identificación de los cables indicados en esta hoja técnica son: rojo, negro y azul.
- Se escogieron con base en el criterio de que estos cables alimentan cargas trifásicas.
- Los colores de identificación de un cable de tres conductores dependiendo del sistema eléctrico al que se conecte son:
• Un circuito trifásico (rojo, negro y azul).
• Un circuito de dos fases y neutro (rojo, negro y blanco).
• Un circuito de dos fases y conductor de puesta a tierra (rojo, negro y verde).
• Un circuito de una fase, un neutro y un conductor de puesta a tierra (rojo, blanco y verde).
- Para los tres últimos casos, el cliente deberá especificar los colores que requiere para identificar su cable en función de su
sistema eléctrico.
- En los cables fabricados acorde con la norma NMX-J-010-ANCE, el conductor de puesta a tierra es aislado y en color verde.
- La sección transversal de este conductor puede variar. El cliente deberá indicar el tamaño del conductor de puesta a tierra
que requiere su cable.
- En todo caso, para construcciones diferentes a las indicadas, favor de consultar a la Gerencia Técnica Comercial.
75
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Alambres y cables Condumex ZER0H M.R.
tipo THW-LS/THW-LS
Libre de halógenos Ct-Sr 90 °C, 600 V
RoHS para Instalaciones de alta seguridad
2
1
Descripción:
1. Conductor de cobre suave sólido o cableado.
2. Aislamiento de Poliolefina termoplástica libre
de halógenos, muy baja emision de humos y
no propagador del incendio 90 °C, 600 V, en
colores.
Características Especiales:
•
Propósito:
•
•
•
•
•
Acometida
Circuitos alimentadores
Circuitos de distribución
Circuitos derivados
Sistemas de puesta a tierra y descargas
atmosféricas
•
Propiedades:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
76
Alta confiabilidad
Nula emisión de gases ácidos
Muy baja emisión de humos oscuros
Muy reducida emisión de humos blancos
Buena resistencia a la contaminación
atmosférica
Buena resistencia a la corrosión
Buena resistencia a la gasolina
Excelente e inigualable resistencia a la
humedad
Buena resistencia al aceite
Buena resistencia mecánica
Deslizante, fácil de instalar
Excelente e inigualable resistencia a la
propagación de la flama
Excelente e inigualable resistencia a la
propagación de la flama en charola vertical
Excelente e inigualable resistencia a la
propagación del incendio
Excelente e inigualable resistencia a los rayos
solares e intemperie.
Excelente e inigualable desempeño eléctrico
en condiciones de humedad
Garantía de por vida.
Libre de sustancias peligrosas (RoHS)
•
•
•
•
•
•
Por su excelente comportamiento en caso de
incendio los cables Condumex ZER0HM.R
son la mejor opción para aquellas instalaciones
que requieren alta confiabilidad y seguridad en
sus sistemas de cableado, tales como lugares de
reunión o de concentración pública, edificios de
gran altura, edificios inteligentes y ecológicos,
hoteles, aeropuertos, estaciones del metro,
tren y autobuses, centros de convenciones,
auditorios, etc., ya que la generación humos
oscuros y gas ácido corrosivo es despreciable, y
presenta una excelente e inigualable resistencia
a la propagación del incendio.
Gracias al innovador aislamiento del cable
Condumex ZER0HM.R, las pruebas indicadas
en los estándares más estrictos de manufactura
son superadas ampliamente, además, protege
al medio ambiente y a los seres vivos ya que en
su proceso y en su composición no se incluye
ningún elemento halogenado. También
cumple con la directriz RoHS (restricción
del uso de sustancias peligrosas como plomo,
mercurio, cadmio, etc.).
Es adecuado tanto para instalaciones en
interiores como en exteriores expuestas
directamente a la luz solar. Puede instalarse en
charolas (a partir del calibre 4 AWG), tubos
(conduit), canaletas, ductos o trincheras,
acorde a lo indicado en la NOM-001-SEDE
Vigente.
Resistencia a la propagación de la flama en
charola vertical 20 mín. 70 000 BTU/h
(NMX-J-498) tipos “CT” y “FT4”.
Resistencia a la intemperie 720 horas
(NMX-J-553) tipo “SR”
Nula emisión de gas acido halogenado (libre
de halógenos NMX-J-472).
Emisión reducida de humos opacos con
NMX-J-474-ANCE y Humos Limitados tipo
“ST1” en prueba de propagación de la flama
en charola vertical.
Resistencia a la propagación de incendio
NMX-J-093-ANCE.
Componentes de las instalaciones eléctricas
Norma:
•
Material de Aislamiento:
NMX-J-010-ANCE
•
Poliolefina termoplástica.
Tensión:
•
Certificado de planta:
600 V
•
Sistema de calidad ISO 9001:2008
certificado por el Instituto Mexicano de
Normalización y Certificación A.C. (IMNC)
Temperatura:
•
•
•
Certificado de Producto:
Operación 90°C
Sobrecarga 105°C
Cortocircuito 150°C
•
Asociación de Normalización y Certificación
A.C. (ANCE)
Tipo de Instalación:
•
•
•
•
•
•
Otros Datos Para Pedido:
Canalizaciones superficiales
Ductos metálicos y no metálicos con tapa
Ductos subterráneos
Soporte metálico tipo charola
Trinchera
Tubo conduit
•
Alambre o cable Condumex ZER0H M.R .,
calibre o área de sección transversal en mm2,
color, tipo de empaque, número de producto
y longitud en metros.
DATOS DIMENSIONALES DE ALAMBRES
Calibre
(AWG-kcmil)
Área de la sección
transversal
(mm2)
Diámetro del
conductor
(mm)
Espesor nominal
del aislamiento
(mm)
Diámetro exterior
nominal (mm)
Peso nominal
del cable
(kg/km)
14
12
10
8
2,08
3,31
5,26
8,37
1,63
2,05
2,59
3,26
0,76
0,76
0,76
1,14
3,15
3,57
4,11
5,54
27
39
59
98
DATOS DIMENSIONALES DE ALAMBRES
Calibre
(AWG-kcmil)
Área de la sección
transversal
(mm2)
Número de
alambres del
conductor
Diámetro del
conductor
(mm
Espesor nominal
del aislamiento
(mm)
Diámetro exterior
nominal (mm)
Peso nominal
del cable
(kg/km)
14
12
10
8
6
4
2
1/0
2/0
3/0
4/0
250
300
350
400
500
600
750
1000
2,08
3,31
5,26
8,37
13,30
21,20
33,60
53,50
67,40
85,00
107,00
127,00
152,00
177,00
203,00
253,00
304,00
380,00
506,70
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
37
37
37
37
37
61
61
61
1,78
2,26
2,84
3,58
4,51
5,69
7,18
9,18
10,31
11,58
13,00
14,18
15,52
16,78
17,94
20,04
22,00
24,59
28,39
0,76
0,76
0,76
1,14
1,52
1,52
1,52
2,03
2,03
2,03
2,03
2,41
2,41
2,41
2,41
2,41
2,79
2,79
2,79
3,30
3,78
4,36
5,86
7,55
8,73
10,22
13,24
14,37
15,64
17,06
19,00
20,34
21,60
22,76
24,86
27,58
30,17
34,02
29
42
63
104
168
249
375
602
742
918
1 136
1 362
1 610
1 862
2 110
2 600
3 118
3 849
5 046
77
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Alambres y cables VinanelM.R. Nylon RoHS
tipo THHN/THWN-2
90 °C, 600 V CT-SR
3
2
1
Propiedades
Descripción
1. Conductor de cobre suave, sólido o cableado.
2. Aislamiento a base de policloruro de vinilo
(PVC).
3. Cubierta de nylon.
Aplicaciones
El cable VinanelM.R. Nylon RoHS tiene propiedades
eléctricas, mecánicas, químicas, térmicas y
ecológicas que lo hacen ideal para circuitos
alimentadores y derivados en instalaciones
eléctricas en industrias, bodegas, almacenes,
talleres, laboratorios, etc.
Es adecuado para instalaciones en interiores
o exteriores expuestas directamente a la luz solar.
Puede instalarse en charolas (a partir del calibre
4 AWG), tubos (conduit), canaletas, ductos o
trincheras.
Este producto cuida y protege al medio
ambiente y los seres vivos ya que en la formulación
del aislamiento, su cubierta y en el proceso de
manufactura se cumple con la directriz RoHS
(restricción del uso de sustancias peligrosas),
establecida por la Comunidad Europea y el estado
de California entre otros.
Tensión máxima de operación
•
•
•
•
•
•
•
•
Certificación
•
Sistema de calidad certificado
bajo norma ISO 9001:2008.
•
Certificación ANCE
del producto.
600 V c.a. entre fases.
Temperaturas máximas conductor
•
•
•
•
•
78
En ambiente húmedo (THWN-2): 90 °C.
En ambiente seco (THHN): 90 °C.
En sobrecarga: 105 °C.
En cortocircuito: 150 °C.
En aceite: 75 °C.
La sección transversal de estos productos es,
en términos generales, 20% inferior a la de los
conductores TW y THW-LS, lo que permite
obtener un ahorro considerable en tubería
(conduit).
Buenas propiedades dieléctricas.
Buena resistencia al calor, humedad, aceite,
gasolina, grasas y agentes químicos.
No propaga la flama (supera la prueba de
flama horizontal de la norma NMX-J-192).
El producto supera la prueba de flama en
charola vertical de la norma NMX-J-010 por
lo cual el producto se graba como CT a partir
del calibre 4 AWG.
Puede instalarse en exteriores expuesto
directamente a los rayos solares (supera la
prueba de resistencia a la intemperie de la
norma NMX-J-010, por lo cual el producto se
graba como SR).
La cubierta de nylon es resistente a la abrasión
y al abuso mecánico.
Supera la prueba de resistencia a baja
temperatura (-25 °C de UL).
Normas
•
•
NOM-063-SCFI.
NMX-J-010-ANCE.
Datos para pedido
Alambre o cable VinanelM.R. Nylon RoHS tipo
THHN/THWN-2 90 oC, 600V CT-SR, calibre,
color, número de producto, tipo de empaque y
longitud en metros.
Componentes de las instalaciones eléctricas
Alambres y cables VinanelM.R. Nylon RoHS
tipo THHN/THWN-2
90 °C, 600 V CT-SR
Datos dimensionales de alambres
Calibre
(AWG-kcmil)
Área de
la sección
transversal
(mm2)
Número de
alambres del
conductor
Diámetro del
conductor
(mm)
Espesor
nominal
primera capa
(mm)
Espesor
nominal
segunda
capa
(mm)
Diámetro
exterior
nominal
(mm)
Peso nominal
del cable
(kg/km)
14
2,08
1
1,63
0,38
0,10
2,60
24
12
3,31
1
2,05
0,38
0,10
3,00
35
10
5,26
1
2,60
0,51
0,10
3,80
56
8
8,37
1
3,26
0,76
0,13
5,10
91
Datos dimensionales de cables
Calibre
(AWG-kcmil)
Área de
la sección
transversal
(mm2)
Número de
alambres del
conductor
Diámetro del
conductor
(mm)
Espesor
nominal
primera capa
(mm)
Espesor
nominal
segunda
capa
(mm)
Diámetro
exterior
nominal
(mm)
Peso nominal
del cable
(kg/km)
14
2,08
19
1,80
0,38
0,10
2,80
25
12
3,31
19
2,30
0,38
0,10
3,30
37
10
5,26
19
2,90
0,51
0,10
4,10
58
8
8,37
19
3,70
0,76
0,13
5,50
95
6
13,30
19
4,60
0,76
0,13
6,40
144
4
21,20
19
5,80
1,02
0,15
8,10
230
2
33,60
19
7,30
1,02
0,15
9,60
353
1/0
53,50
19
9,20
1,27
0,18
12,10
560
2/0
67,40
19
10,30
1,27
0,18
13,20
695
3/0
85,00
19
11,60
1,27
0,18
14,50
865
4/0
107,00
19
13,00
1,27
0,18
16,00
1 077
250
127,00
37
14,20
1,52
0,20
17,70
1 281
300
152,00
37
15,50
1,52
0,20
19,00
1 523
350
177,00
37
16,80
1,52
0,20
20,30
1 765
400
203,00
37
17,90
1,52
0,20
21,40
2 006
500
253,00
37
20,00
1,52
0,20
23,50
2 486
750
380,00
61
24,60
1,78
0,23
28,70
3 706
1 000
507,00
61
28,40
1,78
0,23
32,50
4 898
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
Para construcciones diferentes a las indicadas, favor de consultar a nuestro departamento de asesoría técnica.
79
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Alambres y cables VinanelM.R. Nylon RoHS
tipo THHN/THWN-2
90 °C, 600 V CT-SR
Números de producto de alambres según calibre, color exterior y empaque
Alambre calibre 14
AWG
Color exterior
Alambre calibre 12
AWG
Alambre calibre 10
AWG
Alambre calibre 8 AWG
CAJA (100 m)
NEGRO
C14002207
C12002207
C10002207
C08002207
ROJO
C14022207
C12022207
C10022207
C08022207
AMARILLO
C14042207
C12042207
C10042207
C08042207
VERDE
C14052207
C12052207
C10052207
C08052207
AZUL
C14062207
C12062207
C10062207
C08062207
BLANCO
C14092207
C12092207
C10092207
C08092207
Números de producto de cables según calibre, color exterior y empaque
Color
exterior
Cable calibre 14 AWG
Cable calibre 12 AWG
Cable calibre 10 AWG
Cable calibre 8 AWG
CAJA
(100 m)
CAJA
(100 m)
CAJA
(100 m)
CAJA
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(1 000 m)
NEGRO
C14101207
C14101357
C12101207
C12101357
C10101207
C10101357
C08101207
C08101457
ROJO
C14121207
C14121357
C12121207
C12121357
C10121207
C10121357
C08121207
C08121457
AMARILLO
C14141207
C14141357
C12141207
C12141357
C10141207
C10141357
C08141207
C08141457
VERDE
C14151207
C14151357
C12151207
C12151357
C10151207
C10151357
C08151207
C08151457
AZUL
C14161207
C14161357
C12161207
C12161357
C10161207
C10161357
C08161207
C08161457
BLANCO
C14191207
C14191357
C12191207
C12191357
C10191207
C10191357
C08191207
C08191457
NARANJA
C14131207
-
C12131207
C12131357
C10131207
C10131357
-
-
CAFÉ
-
-
C12111207
C12111357
C10111207
C10111357
-
-
GRIS
-
-
C12181207
C12181357
C10181207
C10181357
-
-
Cable calibre 6 AWG
Cable calibre 4 AWG
Cable calibre 2 AWG
Cable calibre 1/0 AWG
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(1 000 m)
NEGRO
C06101107
C06101457
C04101107
C04101457
C02101107
C02101457
C1C101107
C1C101435
Color
exterior
ROJO
C06121107
C06121457
C04121107
C04121457
C02121107
C02121457
-
-
AMARILLO
-
-
-
-
-
-
-
-
VERDE
C06151107
C06151457
C04151107
C04151457
C02151107
C02151457
-
-
AZUL
C06161107
C06161457
C04161107
C04161457
-
-
-
-
BLANCO
C06191107
C06191457
C04191107
C04191457
C02191107
C02191457
-
-
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
Para construcciones diferentes a las indicadas, favor de consultar a nuestro departamento de asesoría técnica.
80
CARRETE
(1 000 m)
Componentes de las instalaciones eléctricas
Alambres y cables VinanelM.R. Nylon RoHS
tipo THHN/THWN-2
90 °C, 600 V CT-SR
Números de producto de cables según calibre, color exterior y empaque
Color
exterior
NEGRO
Color exterior
NEGRO
Cable calibre 2/0 AWG
ROLLO
(100 m)
Cable calibre 3/0 AWG
CARRETE
(500 m)
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(500 m)
Cable
Cable
Cable
Cable calibre 4/0 AWG calibre 250 calibre 300 calibre 350
kcmil
kcmil
kcmil
ROLLO
(100 m)
CARRETE
(500 m)
CARRETE (500 m)
C2C101107 C2C101435 C3C101107 C3C101435 C4C101107 C4C101435 C25101435 C30101435 C35101435
Cable
calibre 400
kcmil
Cable
calibre 500
kcmil
CARRETE
(500 m)
C40101435
C50101435
Cable
calibre
1 000 kcmil
Cable calibre 750 kcmil
CARRETE
(152 m)
CARRETE
(305 m)
CARRETE
(457 m)
CARRETE
(500 m)
CARRETE
(1 000 m)
CARRETE
(500 m)
C75101410
C75101421
C75101429
C75101435
C75101457
C00101435
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
Para construcciones diferentes a las indicadas, favor de consultar a nuestro departamento de asesoría técnica.
81
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cable VulcanelM.R. XLP
tipo XHHW-2 LS CT-SR, RoHS
90 °C, 600 V
2
1
Descripción
1. Conductor de cobre suave cableado clase B.
2. Aislamiento de polietileno de cadena cruzada
(XLP) de baja emisión de humos y resistente a
la propagación de incendios y a la intemperie,
en color negro.
Aplicación
Circuitos alimentadores y derivados en baja
tensión en edificios públicos, escuelas, hoteles,
hospitales, auditorios, estadios, etc.
Se utiliza en instalaciones industriales y
comerciales, instalado en ductos, tubo (conduit) o
en soportes continuos tipo charola para cables en
interiores o exteriores (a partir del calibre 4 AWG
y mayores el cable se graba CT acorde a la norma
NOM-001-SEDE-2012 Artículo 392).
Ideal para acometidas subterráneas, circuitos
de alumbrado público e instalaciones eléctricas en
edificios ubicados en costas.
Tensión máxima de operación
Propiedades
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
La sección transversal de estos conductores es
menor que la de los tipos RHH-RHW-2 por lo
que facilita su instalación en los tubos (conduit).
Excelente resistencia a la humedad.
Excelente resistencia a la mayoría de los aceites y
agentes químicos.
Pasa la prueba de resistencia a baja temperatura
Excelentes propiedades dieléctricas.
90 °C de temperatura de operación en ambientes
secos y mojados.
Baja emisión de humos densos y oscuros; tóxicos
y corrosivos en caso de incendio (LS).
No propaga el incendio en charola vertical (CT).
Resiste la intemperie y la luz solar (SR).
Cumple la directriz RoHS (No contiene sustancias
peligrosas) y por tanto cuida el ambiente.
Certificaciones
•
Sistema de calidad
certificado por:
•
Certificación ANCE
del producto.
600 V c.a. entre fases.
Norma
Temperatura máxima conductor
•
•
•
Ambientes secos y mojados: 90 °C.
Sobrecarga: 130 °C.
Cortocircuito: 250 °C.
NMX-J-451-ANCE.
Datos para pedido
Cable VulcanelM.R. XLP tipo XHHW-2 LS CTSR RoHS 90 oC, 600 V, con aislamiento de XLP
y conductor de cobre suave, calibre o sección
transversal en mm2, longitud en metros y número
de producto.
82
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cable VulcanelM.R. XLP
tipo XHHW-2 LS CT-SR, RoHS
90 °C, 600 V
Características constructivas cable VulcanelM.R. XLP tipo฀XHHW-2฀LS฀CT-SR,฀RoHS฀
Conductor
Diámetro
exterior
nominal
mm
Peso
kg/km
Número de
hilos
Área mm2
Diámetro
nominal mm
Espesor
nominal del
aislamiento
mm
14
7
2,08
1,8
0,80
3,6
31
15000P002A
12
7
3,31
2,4
0,80
3,9
40
15000P003A
10
7
5,26
2,9
0,80
4,6
59
15000P004A
8
7
8,37
3,7
1,14
6,1
96
15000P005A
6
7
13,3
4,6
1,14
7,2
149
15000P006A
4
7
21,2
5,8
1,14
8,4
228
Número de
producto
Calibre AWG/
kcmil
15000P001A
15000P007A
2
7
33,6
7,4
1,14
10,0
351
15000P009A
1/0
19
53,5
9,3
1,40
12,4
553
15000P00AA
2/0
19
67,4
10,5
1,40
13,3
688
15000P00BA
3/0
19
85,0
11,8
1,40
14,6
844
15000P00CA
4/0
19
107
13,3
1,40
16,1
1 056
15000P00DA
250
37
127
14,4
1,65
17,9
1 269
15000P00EA
300
37
152
15,8
1,65
19,5
1 510
15000P00FA
350
37
177
17,1
1,65
20,8
1 752
15000P00GA
400
37
203
18,2
1,65
21,9
1 992
15000P00IA
500
37
253
20,4
1,65
24,0
2 474
15000P00JA
600
61
304
22,4
2,03
26,9
2 988
15000P00KA
750
61
380
25,0
2,03
29,5
3 705
15000P00LA
1 000
61
507
28,9
2,03
33,5
4 904
Nota: Para construcciones diferentes a las marcadas, favor de consultar a nuestro departamento de Asesoría Técnica.
83
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cables VulcanelM.R. XLP RoHS
tipo RHH/RHW-2
90 °C, 600 V CT-SR
2
1
Descripción
1. Conductor de cobre suave electrolítico.
2. Aislamiento de polietileno de cadena cruzada
(XLP).
Aplicación
Puede ser instalado al aire libre, en ductos o
directamente enterrado. Se aplica en instalaciones
comerciales e industriales. Es ideal para acometidas
subterráneas en baja tensión.
•
•
•
•
Buena resistencia a la mayoría de los aceites y
agentes químicos.
Pasa la prueba de resistencia a baja
temperatura (-25 °C)(UL).
En colores.
Retardante a la flama.
Certificaciones
Sistema de calidad
certificado por:
Norma
Tensión máxima de operación
NMX-J-451-ANCE.
600 V.
Datos para pedido
Temperatura máxima conductor
•
•
•
Ambiente seco y húmedo (RHH/RHW-2):
90 °C.
Sobrecarga: 130 °C.
Cortocircuito: 250 °C.
Propiedades
•
•
•
84
Excelente resistencia a la humedad.
Mayor espesor de aislamiento que los cables
XHHW-2.
Excelentes propiedades eléctricas.
Cable VulcanelM.R. XLP RoHS tipo RHH/RHW-2
90 °C 600 V CT-SR, conductor de cobre, calibre,
color, longitud en metros y número de producto.
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cables VulcanelM.R. XLP RoHS
tipo RHH/RHW-2
90 °C, 600 V CT-SR
Características constructivas cable VulcanelM.R. XLP RoHS
Conductor
Número de
producto
Calibre AWG/
kcmil
150006018A
Espesor
nominal del
aislamiento
mm
Diámetro
exterior
nominal
mm
Peso
kg/km
Número
de hilos
Área
mm2
Diámetro
nominal
mm
14
7
2,08
1,8
1,14
4,1
34
150006019A
12
7
3,31
2,3
1,14
4,6
47
15000601AA
10
7
5,26
2,9
1,14
5,2
68
150006014A
8
7
8,37
3,7
1,52
6,7
120
150006015A
6
7
13,3
4,6
1,52
7,6
173
150006016A
4
7
21,2
5,8
1,52
8,8
255
150006017A
2
7
33,6
7,4
1,52
10,4
386
15000600WA
1/0
19
53,5
9,3
2,03
13,4
613
15000600XA
2/0
19
67,4
10,5
2,03
14,6
754
15000600YA
3/0
19
85,0
11,8
2,03
15,6
878
15000600ZA
4/0
19
107
13,3
2,03
17,4
1 106
150006010A
250
37
127
14,4
2,41
19,2
1 320
150006011A
300
37
152
15,8
2,41
20,6
1 568
150006012A
350
37
177
17,1
2,41
21,9
1 783
15000600NA
500
37
253
20,4
2,41
25,2
2 542
15000600OA
600
61
304
22,4
2,79
28,0
3 150
15000600RA
750
61
380
25,0
2,79
30,6
3 782
150006066A
1 000
61
507
28,9
2,79
34,5
4 919
Notas:
- Para construcciones diferentes a las marcadas, favor de consultar nuestro departamento de Asesoría Técnica.
- Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
85
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cables VulcanelM.R. EP-FR+CPE
RoHS tipo RHH/RHW-2
90 °C, 600 V CT-SR
3
2
1
Descripción
1. Conductor de cobre suave electrolítico.
2. Primer capa a base de etileno-propileno (EP).
3. Segunda capa a base de polietileno clorado
(CPE) en color negro.
Aplicación
Todo tipo de industrias, en especial aquellas con
circuitos eléctricos pesados, como: siderúrgicas,
plantas textiles, plantas cementeras, etc. Puede ser
instalado en charolas, tubos (conduit), ductos o
directamente enterrados.
•
•
•
Excelente resistencia a la mayoría de los
aceites y agentes químicos.
Mayor espesor de aislamiento que los cables
tipo RHH/RHW-2 con aislamiento de XLP.
Pasa la prueba de resistencia a baja
temperatura (-25 °C)(UL).
Certificaciones
Sistema de calidad
certificado por:
Norma
Tensión máxima de operación
NMX-J-451-ANCE.
600 V.
Datos para pedido
Temperaturas máximas conductor
•
•
•
Ambiente seco y húmedo (RHH/RHW-2):
90 °C.
Sobrecarga: 130 °C.
Cortocircuito: 250 °C.
Propiedades
•
•
•
86
Retardante a la flama.
Resiste altas temperaturas ambiente.
Excelentes propiedades eléctricas.
Cable VulcanelM.R. con aislamiento combinado
de EP-FR+CPE RoHS tipo RHH/RHW-2, 90
°C, 600 V CT-SR, conductor de cobre, calibre,
longitud en metros y número de producto.
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cables VulcanelM.R. EP-FR+CPE
RoHS tipo RHH/RHW-2
90 °C, 600 V CT-SR
Características constructivas cables VulcanelM.R.฀EP-FR+CPE฀RoHS฀tipo฀RHH/RHW-2
Número de
producto
Calibre
(AWG/
kcmil)
Área
de la
sección
transversal
(mm2)
Número de
Diámetro
Espesor
Diámetro
Peso
alambres
del con-
nominal del
exterior
nominal
del
ductor
aislamiento
nominal
del cable
conductor
(mm)
(mm)
(mm)
(kg/km)
Empaque
Color
exterior
15000A01OA
14
2,08
7
1,78
1,14
4,14
31
Carrete
Negro
15000A01PA
12
3,31
7
2,24
1,14
4,59
44
Carrete
Negro
15000A01QA
10
5,26
7
2,84
1,14
5,20
64
Carrete
Negro
15000A02BA
8
8,37
7
3,57
1,52
6,83
111
Carrete
Negro
15000A02CA
6
13,30
7
4,47
1,52
7,73
161
Carrete
Negro
15000A01TA
4
21,15
7
5,66
1,52
8,92
240
Carrete
Negro
15000A01UA
2
33,62
7
7,12
1,52
10,37
360
Carrete
Negro
15000A01VA
1
42,41
19
8,10
2,03
12,38
475
Carrete
Negro
15000A01WA
1/0
53,50
19
9,10
2,03
13,38
584
Carrete
Negro
15000A01XA
2/0
67,40
19
10,20
2,03
14,47
719
Carrete
Negro
15000A01YA
3/0
85,00
19
11,48
2,03
15,76
889
Carrete
Negro
15000A01ZA
4/0
107,00
19
12,87
2,03
17,15
1 103
Carrete
Negro
15000A020A
250
127,00
37
14,06
2,41
19,10
1 318
Carrete
Negro
15000A021A
300
152,00
37
15,35
2,41
20,39
1 558
Carrete
Negro
15000A022A
350
177,00
37
16,63
2,41
21,68
1 803
Carrete
Negro
15000A023A
400
203,00
37
17,72
2,41
22,76
2 043
Carrete
Negro
15000A024A
500
253,00
37
19,80
2,41
24,84
2 523
Carrete
Negro
15000A025A
600
304,00
61
21,78
2,79
27,59
3 071
Carrete
Negro
15000A026A
750
380,00
61
24,35
2,79
30,17
3 796
Carrete
Negro
15000A02AA
1 000
507,00
61
28,12
2,79
33,93
4 999
Carrete
Negro
Notas:
- Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
- Para construcciones diferentes a las indicadas, favor de consultar a nuestro departamento de asesoría técnica.
* El producto no es de stock. Se puede entregar en diferentes tramos o según norma de fabricación.
87
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cordón FlexanelM.R. uso rudo
tipo SJT
60 oC, 300 V RoHS
3
2
1
Propiedades
Descripción
1. Conductores flexibles de cobre suave.
2. Aislamiento flexible a base de policloruro de
vinilo (PVC) en colores:
• Dos conductores: negro y blanco.
• Tres conductores: negro, blanco y verde.
• Cuatro conductores: negro, blanco, rojo y
verde.
3. Cubierta a base de policloruro de vinilo (PVC)
estriada en color negro.
•
•
•
•
Aplicación
Alimentación de aparatos estacionarios o portátiles
para uso industrial, comercial o doméstico, tales
como: refrigeradores, lavadoras, taladros, sierras
mecánicas, ventiladores, etc.
Gran flexibilidad.
Gran resistencia mecánica.
Resistente a la abrasión, a la humedad, ácidos
y aceites.
Este producto cuida y protege al medio
ambiente y los seres vivos ya que en la
formulación del aislamiento, su cubierta
y en el proceso de manufactura se cumple
con la directriz RoHS (restricción del uso
de sustancias peligrosas) establecida por la
Comunidad Europea y el Estado de California
entre otros.
Certificación
•
Sistema de calidad
certificado por:
•
Certificación ANCE
del producto.
Tensión máxima de operación
300 V.
Temperaturas máximas conductor
60 °C.
Norma
NMX-J-436-ANCE.
Datos para pedido
Cordón FlexanelM.R. uso rudo tipo SJT 60 °C,
300 V RoHS, número de conductores, calibre,
longitud en metros y número de producto.
88
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cordón FlexanelM.R. uso rudo
tipo SJT
60 oC, 300 V RoHS
Características constructivas cordón FlexanelM.R.฀uso฀rudo฀tipo฀SJT
Conductor
Longitud del
Número
empaque
de
conductores
m
Espesor
nominal del
Diámetro aislamiento
mm
mm
Diámetro
exterior
nominal
mm
Peso
kg/km
0,76
7,6
73
1,18
0,76
7,6
73
1,18
0,76
8,1
88
1,31
1,50
0,76
8,2
90
16
1,31
1,50
0,76
8,2
90
16
1,31
1,50
0,76
8,7
112
16
1,31
1,50
0,76
8,7
112
Número de
producto
Tipo de
empaque
HC218B107
Rollo
100
2
18
0,824
1,18
HC218B435
Carrete
500
2
18
0,824
HC318B107
Rollo
100
3
18
0,824
HC216B107
Rollo
100
2
16
HC216B435
Carrete
500
2
HC316B107
Rollo
100
3
HC316B435
Carrete
500
3
Calibre
AWG
Área
mm2
HC214B107
Rollo
100
2
14
2,08
1,89
0,76
9,0
116
HC214B435
Carrete
500
2
14
2,08
1,89
0,76
9,0
116
HC314B107
Rollo
100
3
14
2,08
1,89
0,76
9,5
146
HC314B435
Carrete
500
3
14
2,08
1,89
0,76
9,5
146
HC212B107
Rollo
100
2
12
3,31
2,37
0,76
11,0
168
HC212B435
Carrete
500
2
12
3,31
2,37
0,76
11,0
168
HC312B107
Rollo
100
3
12
3,31
2,37
0,76
11,5
211
HC312B435
Carrete
500
3
12
3,31
2,37
0,76
11,5
211
HC210B107
Rollo
100
2
10
5,26
3,00
1,14
14,6
290
HC210B435
Carrete
500
2
10
5,26
3,00
1,14
14,6
290
HC310B107
Rollo
100
3
10
5,26
3,00
1,14
15,3
363
HC310B435
Carrete
500
3
10
5,26
3,00
1,14
15,3
363
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
89
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cordón FlexanelM.R. uso extra-rudo
tipo ST
60 °C, 600 V RoHS
3
2
1
Propiedades
Descripción
1. Conductores flexibles de cobre suave.
2. Aislamiento a base de policloruro de vinilo
(PVC) en colores:
• Dos conductores: negro y blanco.
• Tres conductores: negro, blanco y verde.
• Cuatro conductores: negro, blanco, rojo y
verde.
3. Cubierta a base de policloruro de vinilo (PVC)
estriada en color negro.
•
•
•
•
•
Aplicaciones
Alimentación de aparatos estacionarios o portátiles
para uso industrial, comercial o doméstico tales
como: refrigeradores, lavadoras, taladros, sierras
mecánicas, ventiladores, etc.
Por su nivel de aislamiento puede alimentar
máquinas industriales con tensiones de operación
de hasta 600 volts entre fases, corriente alterna.
Tensión máxima de operación
600 V.
Temperatura máxima conductor
60 °C.
Gran flexibilidad.
Gran resistencia mecánica.
Resistente a la abrasión, a la humedad, ácidos
y aceites.
Mayor tensión de operación (600 V c.a. entre
fases).
Este producto cuida y protege al medio ambiente
y los seres vivos ya que en la formulación del
aislamiento, su cubierta y en el proceso de
manufactura se cumple con la directriz RoHS
(restricción del uso de sustancias peligrosas)
establecida por la Comunidad Europea y el
estado de California entre otros.
Certificación
•
Sistema de calidad
certificado por:
•
Certificación ANCE
del producto.
Norma
NMX-J-436-ANCE.
Datos para pedido
Cordón FlexanelM.R. uso extra rudo tipo ST 60 °C,
600 V RoHS, número de conductores, calibre,
longitud en metros y número de producto.
90
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cordón FlexanelM.R. uso extra-rudo
tipo ST
60 °C, 600 V RoHS
Características constructivas cordón FlexanelM.R.฀uso฀exta-rudo฀tipo฀ST
Conductor
Número
de
producto
Tipo de
empaque
Longitud
del
empaque
mm
Número de
conductores
Calibre
AWG
HC218A107
HC218A435
HC318A107
HC318A435
HC418A107
HC418A435
HC216A107
HC216A435
HC316A107
HC316A435
HC214A107
HC214A435
HC314A107
HC314A435
HC414A107
HC414A435
HC212A107
HC212A435
HC312A107
HC312A435
HC412A107
HC412A435
HC210A107
HC210A435
HC310A107
HC310A435
HC410A107
HC410A435
HC208A107
HC208A435
HC308A107
HC308A435
HC408A107
HC408A435
HC206A107
HC206A435
HC306A107
HC306A435
HC406A107
HC406A435
HC304A107
HC304A435
HC404A107
HC404A435
HC302A107
HC302A435
HC402A107
HC402A435
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
Rollo
Carrete
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
100
500
2
2
3
3
4
4
2
2
3
3
2
2
3
3
4
4
2
2
3
3
4
4
2
2
3
3
4
4
2
2
3
3
4
4
2
2
3
3
4
4
3
3
4
4
3
3
4
4
18
18
18
18
18
18
16
16
16
16
14
14
14
14
14
14
12
12
12
12
12
12
10
10
10
10
10
10
8
8
8
8
8
8
6
6
6
6
6
6
4
4
4
4
2
2
2
2
Área
mm2
Diámetro
mm
Espesor
nominal del
aislamiento
mm
0,824
0,824
0,824
0,824
0,824
0,824
1,31
1,31
1,31
1,31
2,08
2,08
2,08
2,08
2,08
2,08
3,31
3,31
3,31
3,31
3,31
3,31
5,26
5,26
5,26
5,26
5,26
5,26
8,37
8,37
8,37
8,37
8,37
8,37
13,3
13,3
13,3
13,3
13,3
13,3
21,2
21,2
21,2
21,2
33,6
33,6
33,6
33,6
1,18
1,18
1,18
1,18
1,18
1,18
1,50
1,50
1,50
1,50
1,89
1,89
1,89
1,89
1,89
1,89
2,37
2,37
2,37
2,37
2,37
2,37
3,00
3,00
3,00
3,00
3,00
3,00
4,15
4,15
4,15
4,15
4,15
4,15
5,22
5,22
5,22
5,22
5,22
5,22
6,56
6,56
6,56
6,56
8,58
8,58
8,58
8,58
0,76
0,76
0,76
0,76
0,76
0,76
0,76
0,76
0,76
0,76
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
1,52
Diámetro
exterior
nominal
mm
Peso
kg/
km
9,29
9,29
9,65
9,65
10,37
10,37
9,89
9,89
10,37
10,37
13,27
13,27
13,87
13,87
14,96
14,96
15,09
15,09
15,81
15,81
17,13
17,13
16,53
16,53
17,38
17,38
18,70
18,70
21,23
21,23
22,44
22,44
25,34
25,34
25,34
25,34
26,54
26,54
28,96
28,96
30,88
30,88
35,01
35,01
36,20
36,20
39,81
39,81
98
98
115
115
137
137
118
118
140
140
207
207
245
245
294
294
276
276
329
329
397
397
348
348
424
424
518
518
572
572
696
696
893
893
781
781
965
965
1 227
1 227
1 345
1 345
1 715
1 715
1 944
1 944
2 479
2 479
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
91
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cordón uso rudo
tipo SJO
90 °C, 300 V
4
3
2
1
Propiedades
Descripción
1. Conductores flexibles de cobre suave.
2. Cinta separadora.
3. Aislamiento a base de etileno-propileno (EP)
en colores:
• Dos conductores: negro y blanco.
• Tres conductores: negro, blanco y verde.
• Cuatro conductores: negro, rojo, azul y verde.
4. Cubierta exterior a base de polietileno clorado
(CPE) en color negro.
•
•
•
Aplicaciones
•
Alimentación de equipo eléctrico industrial o
comercial portátil o semiportátil. Alimentación
de máquinas industriales.
•
•
Gran flexibilidad.
Gran resistencia mecánica.
Resistente a la abrasión, a la humedad, ácidos
y aceites.
La cubierta elastomérica proporciona
resistencia al contacto momentáneo con
objetos calientes.
Certificación
Sistema de calidad
certificado por:
Certificación ANCE
del producto
Norma
Tensión máxima de operación
NMX-J-436-ANCE.
300 V.
Datos para pedido
Temperatura máxima conductor
90 °C.
92
Cordón uso rudo tipo SJO 90 °C, 300 V, número
de conductores, calibre, longitud en metros y
número de producto.
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cordón uso rudo
tipo SJO
90 °C, 300 V
Características constructivas cordón uso rudo tipo SJO
Número de
producto
Conductor
Número
de
Calibre AWG
Área mm2
conductores
Espesor
Diámetro
nominal del
exterior
Peso
Diámetro
aislamiento
nominal
kg/km
mm
mm
mm
13000002QA
2
14
2,08
1,9
0,76
9,1
128
13000002RA
2
12
3,31
2,4
0,76
11,0
193
13000002SA
2
10
5,26
3,0
1,14
13,4
265
130000044A
3
14
2,08
1,9
0,76
10,0
164
13000004XA
3
12
3,31
2,4
0,76
11,4
240
13000004YA
3
10
5,26
3,0
1,14
16,0
394
130000050A
4
14
2,08
1,9
0,76
10,8
256
130000051A
4
12
3,31
2,4
0,76
12,5
365
130000052A
4
10
5,26
3,0
1,14
16,8
634
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
93
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Cordón uso extra-rudo
tipo SO
90 °C, 600 V
4
3
2
1
Descripción
1. Conductores flexibles de cobre suave.
2. Cinta separadora.
3. Aislamiento a base de etileno-propileno (EP)
en colores:
• Dos conductores: negro y blanco.
• Tres conductores: negro, rojo y azul.
• Cuatro conductores: negro, rojo, azul y blanco.
5. Cubierta exterior a base de polietileno clorado
(CPE) en color negro.
Propiedades
•
•
•
•
•
Gran flexibilidad.
Gran resistencia mecánica.
Resistente a la abrasión, a la humedad, ácidos
y aceites.
Su cubierta resiste contactos momentáneos
con objetos calientes.
Mayor capacidad de corriente con respecto a
los cordones uso extra rudo tipo ST.
Certificación
Aplicaciones
Alimentación de equipo eléctrico portátil o
semiportátil. Ideal para la alimentación de
máquinas industriales que por condiciones de
operación requieran de conductores flexibles para
evitar la transmisión de la vibración.
•
Sistema de calidad
certificado por:
•
Certificación ANCE
del producto.
Norma
Tensión máxima de operación
600 V.
NMX-J-436-ANCE.
Datos para pedido
Temperatura máxima conductor
90 °C.
94
Cordón uso extra rudo tipo SO 90 °C, 600 V,
número de conductores, calibre, longitud en
metros y número de producto.
Componentes de las instalaciones eléctricas
Cordón uso extra-rudo
tipo SO
90 °C, 600 V
Características constructivas cordón uso rudo tipo SO
Área
mm2
Diámetro
mm
Espesor
nominal del
aislamiento
mm
14
2,08
1,9
1,14
13,9
292
2
12
3,31
2,4
1,14
15,7
323
2
10
5,26
3,0
1,14
16,2
398
13000103RA
2
8
8,37
3,8
1,52
21,0
651
13000103LA
2
6
13,3
4,7
1,52
23,7
889
13000103JA
2
4
21,2
6,2
1,52
27,4
1 029
13000103KA
2
2
33,6
7,8
1,52
31,4
1 410
Conductor
Número de
producto
Número de
conductores
Calibre
AWG
13000105IA
2
13000105JA
13000105KA
Diámetro
exterior
nominal
mm
Peso
kg/km
13000105NA
3
14
2,08
1,9
1,14
14,2
280
13000105OA
3
12
3,31
2,4
1,14
16,1
374
13000105PA
3
10
5,26
3,0
1,14
17,3
463
130001040A
3
8
8,37
3,8
1,52
22,2
737
130001030A
3
6
13,3
4,7
1,52
25,3
1 263
13000103SA
3
4
21,2
6,2
1,52
29,0
1 295
13000103TA
3
2
33,6
7,8
1,52
32,9
1 956
13000105SA
4
14
2,08
1,9
1,14
15,4
337
13000105TA
4
12
3,31
2,4
1,14
17,4
444
13000105UA
4
10
5,26
3,0
1,14
18,8
552
130001049A
4
8
8,37
3,8
1,52
24,9
918
130001043A
4
6
13,3
4,7
1,52
28,2
1 343
130001041A
4
4
21,2
6,2
1,52
32,4
1 595
130001042A
4
2
33,6
7,8
1,52
36,7
2 228
Nota: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias de manufactura.
INTERRUPTORES
Un interruptor es un dispositivo que sirve para interrumpir o restablecer una corriente eléctrica a través
de un circuito eléctrico.
Hagamos algunas aclaraciones sobre los términos relativos a los interruptores:
Voltaje nominal del interruptor
Es el valor de tensión o voltaje máximo, al cual puede operar sin sufrir daño alguno. Este valor debe
especificarse tanto en c.a. como en c.d.
Corriente nominal de un interruptor
Es el valor de corriente, a la cual puede operar satisfactoriamente y sin sufrir daño alguno.
95
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Falla eléctrica
La falla eléctrica es una operación anormal de un equipo o sistema eléctrico debida a diversas causas, que
generalmente se traduce en un incremento de corriente. De acuerdo con las características de la falla,
ésta tendrá que ser liberada del sistema en determinado tiempo para evitar daños al equipo conectado o
a elementos del sistema.
Sobrecorriente
Cualquier valor de corriente que exceda la corriente nominal de un equipo o a la corriente permisible
de un conductor, según sea el caso.
Conceptos básicos sobre interruptores
Sobrecarga y cortocircuito. La sobrecarga es una condición de operación de un equipo en la que se
demanda una potencia que excede la nominal, o de un conductor por el cual circula una corriente
mayor a la permisible. Cuando dicha condición persiste durante suficiente tiempo, puede causar daños
a causa de sobrecalentamientos perjudiciales.
Una sobrecarga no incluye condiciones de cortocircuito o fallas a tierra.
Para nuestro caso consideraremos como sobrecargas todos aquellos valores de corriente que excedan
a la corriente nominal de los equipos, pero sin exceder un 500%.
El cortocircuito es una condición en la que la corriente de un equipo o sistema se eleva a valores muy
superiores al valor nominal. Para nuestro caso se considera cortocircuito a todo valor de corriente que
excede el 500% de la nominal.
Línea. Se da el nombre de línea al conductor o conjunto de conductores en los cuales hay presencia de
voltaje y pueden alimentar un equipo eléctrico.
Carga. Se conoce como carga al aparato o conjunto de aparatos conectados a la línea, que consumirán
energía eléctrica.
Polos y fases. Para un interruptor, se conoce como número de polos a la cantidad de pares conductores
línea-carga que llegan a dicho interruptor.
Línea
Foco
Pila
1,5 V
I
N
T
E
R
R
U
P
T
O
R
2 polos
Carga
96
Componentes de las instalaciones eléctricas
En los sistemas eléctricos convencionales de corriente alterna, se tienen disponibles tres conductores de
voltaje y uno neutro; a dichos sistemas se les conoce como de 3F, 4H y, de acuerdo con las necesidades
de los usuarios, se podrán tener los siguientes arreglos típicos.
Monofásico
Trifásico
Trifásico
1F-2H
3F-3H
3F-4H
Neutro
Fase 1 | A
Fase 2 | B
Fase 3 | C
Industria
Vivienda
Comercio
Clasificación general
En el mercado existen diversos tipos de interruptores:
No automáticos
Interruptores
Automáticos
•
•
•
Cuchillas con fusibles
Magnéticos
Termomagnéticos
Electrónicos
Interruptor no automático. Es aquel cuya única función es la de conectar y desconectar cargas sin
brindar ninguna clase de protección.
Interruptor automático. Es aquel que además de conectar y desconectar cargas en circuitos eléctricos,
brinda cierta protección a los conductores alimentadores o a los equipos conectados contra fallas
eléctricas, provocando la desconexión automática de ellos de la línea.
Interruptor de cuchillas o navajas. En este tipo de interruptor se utiliza la propiedad de algunos
metales de fundirse a temperaturas relativamente bajas, basándose en esto, la fabricación de
97
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
•
•
•
elementos fusibles, los cuales forman parte del interruptor de cuchillas. Estos interruptores protegen
principalmente contra fallas de cortocircuito.
Interruptor magnético. Para la construcción de este tipo de interruptores se aprovecha el campo
magnético que se presenta alrededor de un elemento conductor cuando por éste circula una corriente. La
magnitud del campo que se presenta es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante.
Interruptor termomagnético. El funcionamiento de estos interruptores se basa en el principio magnético
visto anteriormente y en un principio térmico que se describe a continuación: es propiedad de todos los
metales dilatarse (aumentar sus dimensiones) al incrementarse su temperatura, pero el porcentaje en que
se dilatan depende del metal de que se trate. Por ejemplo, si tomamos dos barras de metales diferentes A y
B, cuya longitud a 25 °C es la misma. Si aumentamos la temperatura hasta 50 °C, ambas barras de metal
incrementan su longitud, pero en diferente proporción. Si mediante un proceso especial las unimos
cuando están a temperatura ambiente, al calentarse se deforman formando una curva. Al conjunto
de dos metales con las propiedades anteriores se le denomina bimetal, el cual, incluido dentro de un
circuito eléctrico y acoplado a un mecanismo adecuado, forma la protección térmica.
Interruptor electrónico. En este tipo de interruptores, el dispositivo encargado de sensar las corrientes
de falla es un circuito electrónico con características muy precisas.
Los interruptores con los que más acercamiento tendremos en una instalación eléctrica son los interruptores
termomagnéticos, también conocidos como breakers, y están diseñados para conectar y desconectar un
circuito por medios no automáticos y desconectar el circuito automáticamente para un valor predeterminado
de sobrecorriente, sin que se dañe a sí mismo cuando se usa dentro de sus valores de diseño.
La operación de cerrar y abrir un circuito eléctrico se hace por medio de una palanca que indica posición
adentro (on) y fuera (off).
La característica particular de operación de estos interruptores es que, en sobrecargas, el bimetal trabaja
para desconectar el circuito. Cuando existe un cortocircuito, el electroimán del interruptor es el que se
opera y lo desconecta del circuito; de ahí su nombre: termomagnético.
En la página siguiente se ilustran los componentes de un interruptor.
Por la forma es como se conectan a las barras colectoras de los tableros de distribución o centros de carga;
pueden ser: del tipo atornillado o del tipo enchufado, se fabrican en los siguientes tipos y capacidades:
• Un polo: 15 A, 20 A, 30 A, 40 A y 50 A, etcétera.
• Dos polos: 15 A, 20 A, 30 A, 40 A, 50 A y 70 A, etcétera.
• Tres polos: 15 A, 20 A, 30 A, 40 A, 50 A, 70 A, 100 A, 125 A, 150 A, 175 A, 200 A, 225 A,
250 A, 300 A, 350 A, 400 A, 500 A y 600 A, etcétera.
Normalmente el fabricante suministra la curva característica de operación del interruptor, misma que
reproducimos más adelante, así como una tabla con los datos técnicos de interruptores comerciales.
98
Componentes de las instalaciones eléctricas
Componentes básicos de un interruptor termomagnético
1. Caja moldeada.
Proporciona adecuada
resistencia dieléctrica y
mecánica
5. Manija de operación.
Indica las posiciones de abierto,
disparo y cerrado, así como la
capacidad en amperes
6. Protección térmica
(bimetales)
7. Protección magnética
a) Magneto
b) Armadura
8. Zapatas terminales
3. Contactos.
De aleación de plata sinterizada
a
b c
4. Mecanismo de disparo
a) Trinquete
b) Resorte
c) Barra de disparo
2. Cámara de arqueo
Mediante estas cámaras el arco es
dividido y extinguido en menos de
medio ciclo
99
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Clasificación de los diferentes marcos de interruptores con respecto a su capacidad nominal e interruptiva, así como
dimensiones generales y peso
Capacidad interruptiva
Rms. A Sim.
Gama en
amperes
Marco
No. de
polos
Voltaje
máximo
volts
Volts c.d.
125
QL
15-70
15-100
15-100
Polos
Alt.
Ancho
Fdo.
kg
10 000
1
75
25
73
0,13
10 000
2
75
50
73
0,26
10 000
3
75
75
73
0,40
1
153
35
86
0,91
2
3
153
153
70
105
86
86
1,36
2,05
2
3
153
153
70
105
86
86
1,36
2,05
257
140
103
6,8
240
120/240
c.a.
10 000
2
120/240
c.a.
10 000
3
240 c.a.
1
120 c.a.
125 c.d.
FA
FB
Volts c.a.
120
1
250
5 000
Peso
aprox.
Dimensiones (mm)
480
600
10 000
5 000
15-100
2-3
240 c.a.
250 c.d.
15-150
2-3
600 c.a.
250 c.d.
10 000
5 000
10 000
18 000
14 000
14 000
LB-225
LB-400
LA
NB
PB
MCP
HFB
HLB
600 c.a.
10 000
25 000
22 000
22 000
250 c.d.
10 000
42 000
30 000
22 000
3
125-400
3
500-600
3
600 c.a.
250 c.d.
10 000
42 000
30 000
22 000
3
276
210
103
11,15
700-1200
3
600 c.a.
250 c.d.
20 000
(1)
42 000
30 000
22 000
3
412
210
140
23,16
1400-3000
3
600 c.a.
75 000
(1)
125 000
100 000
100 000
3
562
305
229
115
3-150
3
600 c.a.
25 000
22 000
22 000
3
153
105
86
2,05
15-150
2-3
600 c.a.
250 c.d.
10 000
65 000
25 000
18 000
2
3
153
153
70
105
86
86
1,36
2,05
125-400
3
600 c.a.
250 c.d.
10 000
65 000
35 000
25 000
3
257
140
103
6,8
(1) Los rangos en c.d. se aplican a interruptores solamente magnéticos; ya que la protección térmica (bimetales) en este caso es alimentada
a través de transformadores de corriente, los cuales no responden para sistemas de c.d..
Nota: Los interruptores de equipos IEM se fabrican en un rango nominal mínimo de 15 A debido a que el cable calibre núm. 14 es el
conductor mínimo aprobado para circuitos derivados, siendo el interruptor de 15 A el adecuado para su correcta protección.
100
Componentes de las instalaciones eléctricas
Curvas de disparo
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80.000
90,000
100,000
20.000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10,000
300
400
500
600
700
800
900
1000
200
50
60
70
80
90
100
TIPO QL
15-70 A
3000
2000
1000
1 POLO
1000
500
240 volts máximos
C.I. 10,000 A SIM. RMS.
500
3000
2000
300
200
300
200
100
100
50
30
20
50
30
20
(50-70 A)
(15-40 A)
Mínimo
Máximo tiempo
tiempo disparo
aa25
Máximo
disparo
25°C
C
Polos individuales
Polosindividuales
o
10
Máximo
5
3
2
3
2
1
1
.5
.2
.5
.3
.2
.1
.1
.05
.05
.03
.02
.3
.03
Máximo tiempo de apertura
.02
Texto interruptivo
.003
.002
.001
.001
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80.000
90,000
100,000
.003
.002
20.000
.005
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10,000
.005
300
400
500
600
700
800
900
1000
.01
50
60
70
80
90
100
.01
Tiempo en segundos
5
200
1 Hora
5000
5000
10
Tiempo en segundos
30,000
1 Minuto
1 Minuto
30,000
2 Horas 1 Hora
2 Horas
Por ciento de la Corriente Nominal
Por ciento de la Corriente Nominal
101
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
FUSIBLES
Un fusible se puede definir como un dispositivo que se emplea para proteger los sistemas eléctricos
contra fallas de sobrecarga y cortocircuito; esto se efectúa intercalando en un circuito eléctrico, de tal
manera que cuando pase una corriente a través de éste (cuya intensidad excede un valor prefijado),
interrumpe el circuito al que está conectado. Esto se logra al fundirse el elemento fusible del dispositivo
de protección. Este elemento puede tener forma de alambre, cinta, etc.
Características de los fusibles
Un fusible debe contar con las siguientes características funcionales:
1. Pueden seleccionarse para proteger las corrientes reales de los motores, puesto que los fusibles pueden
no operar con sobrecorrientes momentáneas inofensivas, evitando interrupciones innecesarias.
2. Proporcionan mayor protección contra fallas entre fases, ya que la sobrecarga en las restantes es
suficiente para fundir los fusibles.
3. Protegen contra calentamiento del equipo porque dicho calentamiento fundirá el fusible antes de
que se produzca una avería, ya que una conexión floja o corroída que genera altas temperaturas
abrirá el fusible.
4. Pueden seleccionarse con mayor precisión para el alambrado o equipo protegido sin estar sujetos a
interrupciones innecesarias. Puede usarse equipo más compacto y de menor costo.
5. Pueden dar una baja corriente pico en la corriente de fuga. Esta característica impide a la corriente
de falla alcanzar valores destructivos para las ramas más vulnerables del circuito y equipo asociado.
En el caso de los fusibles limitadores, estos interrumpen con seguridad las corrientes disponibles
hasta de 200 000 amperes efectivos simétricos. Al mismo tiempo, deben limitar la corriente que
pasa a través del sistema durante la fracción de tiempo de fusión y reducir así la energía térmica que
podría desarrollarse durante la interrupción.
6. Combina en un solo dispositivo el elemento sensor e interruptor.
7. Su acción es directa, responde únicamente a una combinación de magnitud y duración de la corriente
del circuito que fluye a través de éste.
8. Requiere de dispositivos separados, como los interruptores de seguridad, para realizar la función
de energizar y desenergizar un circuito, además de que éste le sirve de montaje y prevención de
accidentes al personal.
9. Es un dispositivo monofásico. Únicamente en la fase o fases sujetas a sobrecarga deberá responder a
desenergizar la fase o fases afectadas del circuito o equipo que falló.
Desventajas en el uso de fusibles
1. Las características de interrupción de un fusible no pueden ser revisadas sin que éste sea destruido.
2. Un fusible podrá realizar únicamente una interrupción, siendo necesario cambiar la unidad completa
en caso de que se haya destruido por causa de una falla.
3. En algunos casos existe el riego de accidentes debido a un choque eléctrico en el momento de la
reinstalación de un fusible. Cuando el fusible opera, existe siempre la posibilidad de un reemplazo
equivocado, lo que pone en peligro no sólo al sistema sino también al personal que se encarga de
efectuar este trabajo.
102
Conceptos básicos de la electricidad
4. Otro riesgo que se corre es el de una selección inadecuada de estos dispositivos de protección, ya
que en cierta forma se desconoce la existencia de la gran variedad de fusibles en el mercado nacional,
además de desconocer quiénes los fabrican y distribuyen.
Clasificación de los fusibles de baja tensión
De tapón
No limitador
de corriente
Renovables
Clase H
No
renovables
K1
Etiquetado
limitador
Fusibles para
protección de
sobrecarga y
cortocircuito
Clase K
K5
K9
Limitador de
corriente
Clase G
Etiquetado
no limitador
Clase J
Clase L
Para usos
especiales
RK5
Clase R
RK1
Microfusibles
Protección
suplementaria
Miniatura
Misceláneos
103
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
En las instalaciones residenciales se emplean dos tipos básicos de fusibles:
No renovable
Vn= 127 V c.a.
In = 0-30 A
C.I.= 10 000 A
R.T.= 12 seg al 200% de la In.
Base Edison
De tapón
Con casquillos
0 a 60 A
Fusibles con
cartucho
Con navajas
70 a 6 000 A
De toda la variedad de fusibles que hemos visto, los dos anteriormente citados podemos definirlos así:
• Fusibles de tapón. Son aquellos que se atornillan en el portafusible respectivo, por medio de una
rosca que tiene en su interior.
• Fusibles no renovables. Son aquellos a los cuales no se les puede cambiar el eslabón fusible y
quedan inservibles al fundirse éste.
• Fusibles de cartucho. Son aquellos que tienen el eslabón fusible dentro de un tubo aislante, con
contactos en los extremos en forma de casquillos o navajas.
Construcción de fusibles
La fabricación de fusibles es muy diversa, pero podemos generalizar de la siguiente forma:
Los fusibles de tapón roscado (figura 1), constan de un elemento fusible, un cuerpo y una terminal.
Figura 1
Fusible de tapón rosca
104
Figura 2
Fusible tipo casquillo
Figura 3
Fusible tipo navaja
Conceptos básicos de la electricidad
En las figuras 2 y 3 se ilustra la construcción de los fusibles cartucho renovables, de casquillo y de navajas
respectivamente, en la que los eslabones fusibles son de zinc.
0-60 A
250 y 600 V
70-600 A
250 y 600 V
Figura 4. Eslabones fusibles
Condiciones de operación
Durante el funcionamiento de los sistemas y equipos eléctricos se presentan condiciones anormales
de operación debido a fallas de sobrecarga y cortocircuito, las cuales ocasionan que los dispositivos de
protección operen al presentarse éstas.
Dentro de estas condiciones se consideran aquellas que ocasionan la apertura de los dispositivos de
protección, específicamente los fusibles, causadas por condiciones ambientales.
Las condiciones más comunes en las que un fusible puede operar son las siguientes:
Sobrecorrientes debidas a:
• Sobrecargas.
• Cortocircuito.
• Falso contacto.
• Alta temperatura.
Bajo estas condiciones, los fusibles deben ofrecer la protección adecuada, evitando con ello que el equipo
protegido se dañe a causa de elevadas corrientes de falla.
Comportamiento del fusible en circuitos de corriente alterna
Durante la operación del fusible en c.a. se tiene que la magnitud de corriente de cortocircuito depende
de la reactancia de sistema al punto de falla, y para minimizar esta corriente a un valor no muy crítico en
los equipos protegidos es necesario frenar esa corriente de tal forma que no pasa por el equipo.
El propósito fundamental de cada fusible es cortar el flujo de corriente en el instante de la falla o
cuando se presenta una sobrecarga prolongada. Sin embargo, no todos los fusibles pueden frenar la
corriente antes de que ésta alcance su valor de cresta, esto es, literalmente frenar la corriente en su
trayectoria, y el fusible puede o no ser capaz de cortar completamente al flujo de corriente dentro de un
intervalo próximo al inicio de la falla.
En la siguiente curva se ilustra el caso hipotético de una falla de arqueo (cortocircuito sólido) sobre
un circuito con 200 000 amperes de corriente de cortocircuito disponible. El fusible no limitador
de corriente permite un pico de corriente del máximo disponible (200 000 amperes) y deja fluir una
corriente por un tiempo determinado antes de que el arco interno en el fusible sea extinguido y el flujo
de corriente sea completamente interrumpido.
105
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Amperes
Ip = máximo posible = 200 000 A pico
200 000
Fusión del
elemento
fusible
150 000
Corriente
de Falla
Arco interno
100 000
del fusible
extinguido
50 000
Tiempo de
Tiempo de
Inicio de la
falla
arqueo
fusión
Tiempo total de apertura igual a 2,5 ciclos (0,04 seg)
Corriente de falla en un fusible no limitador
LÁMPARAS
Generalidades
Como sabemos, la luz artificial juega un papel muy importante en la actualidad, debido a que sin ella no
podríamos realizar nuestras actividades nocturnas ni muchas de las que realizamos en el día; esto es, que
la luz artificial no sólo debe asociarse a la comodidad que nos proporciona, sino también a la seguridad
que nos brinda al contar con vías de comunicación bien iluminadas, señalizaciones, aparatos y demás
cosas en las que utilizamos algo de iluminación.
Ahora bien, llamaremos fuente luminosa al efecto que emite radiaciones visibles para el ojo humano,
es decir, que produce luz.
Las fuentes luminosas se dividen en dos tipos:
• Naturales.
• Artificiales.
La fuente luminosa natural más conocida es el sol y las fuentes luminosas artificiales son las lámparas
eléctricas.
En la actualidad se dispone de una enorme variedad de diferentes tipos de lámparas, en donde entran
las lámparas incandescentes, fluorescentes y de descarga.
Lámparas incandescentes. El principio de funcionamiento de las lámparas incandescentes es el
siguiente:
A través de un filamento metálico de cierta resistencia eléctrica se hace circular una corriente eléctrica,
lo que produce que el filamento llegue a un punto de incandescencia emitiendo así radiaciones luminosas
y caloríficas. Las lámparas incandescentes producen en su mayor parte calor, aproximadamente un 90%
de la energía que consumen, y un 10% en luz.
Desde la invención del foco incandescente, el principio de funcionamiento ha sido el mismo, con
algunas mejoras que se han presentado a través de los años. El hecho de que por décadas se haya
utilizado este foco ha originado que se tenga como un artículo de uso diario que ya está integrado a
nuestra vida; por lo mismo es un producto económico, y su vida promedio es de 1 000 h, llegando a
producir hasta 25 LM/W.
106
Conceptos básicos de la electricidad
El uso de estas lámparas es prácticamente universal, ya que existen diferentes presentaciones, voltajes,
formas y ofrecen una luz de calidad bastante aceptable.
Lámparas fluorescentes. En las lámparas fluorescentes, la luz se genera por el fenómeno de la
fluorescencia, debido a una descarga eléctrica en una atmósfera de vapor de mercurio a baja presión que
se lleva a cabo en el interior del tubo. Este tubo generalmente es de longitud grande en comparación con
su diámetro, que es pequeño. También existen lámparas fluorescentes en forma de U y circulares.
El rendimiento luminoso que se obtiene en estas lámparas es elevado, llegando a alcanzar los 96
LM/W. Por otra parte se tienen diferentes tonos de color, esto es debido a la mezcla adecuada de
sustancias fluorescentes. Los tonos de color que se utilizan actualmente son:
• Luz de día.
• Blanco frío.
• Blanco cálido.
Las lámparas fluorescentes se utilizan primordialmente en oficinas, despachos, bibliotecas, centros
comerciales, debido a que son lámparas que proporcionan una buena iluminación y que emiten poco
calor, haciendo que sean agradables a la vista y de gran confort.
Las lámparas de alta intensidad de descarga (HID) tienen un tubo de descarga gaseosa que va alojado en
el interior del bulbo protector. Este tubo de descarga opera a presiones y densidades de corriente suficientes
para generar la radiación visible para proporcionar luz, cuando en sus extremos (electrodos) se aplica una
tensión que da lugar a un arco eléctrico que posteriormente ioniza el gas y los vapores metálicos.
Actualmente estas lámparas ocupan un lugar muy importante dentro de la iluminación porque
tienen variados usos, tanto en forma interior como exterior. Por ejemplo, en forma exterior en las
vías de comunicación, como son calles, avenidas, etc., y en interiores como son grandes naves
industriales, almacenes, etc. Además, la iluminación que se obtiene con estas lámparas es muy elevada,
independientemente de que su promedio de vida es bastante grande. Es por esto que más adelante se
hablará de estas lámparas, para ver sus características y la importancia que tienen.
Dentro de los modernos conceptos de iluminación nos encontramos con los nuevos productos que
actualmente están revolucionando el mercado mundial, por el hecho de que han aparecido lámparas
con alto rendimiento que permiten un ahorro de hasta 75% de energía eléctrica comparadas con las
incandescentes.
Otros de los nuevos productos que han hecho su aparición en los últimos tiempos como conceptos
revolucionarios son las lámparas de halógeno de bajo voltaje, que dan mayor realce y belleza a las
exhibiciones, aparadores y todos aquellos lugares que nos interesa iluminar con luz de acento, teniendo
también un mejor rendimiento luminoso que las incandescentes normales.
Lámparas fluorescentes
Los elementos que forman una lámpara fluorescente, los tenemos indicados en la siguiente figura:
1
2
7
6
4
3
5
8
9
107
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
1. Bulbo. Mediante una clave que consiste en la letra T (debido a la forma tabular del tubo), se
determina la forma y tamaño del mismo. Esta letra va seguida de un número que expresa el
diámetro del bulbo en octavos de pulgada. Ejemplo: T-8, T-12, etcétera.
2. Fósforos. El color de la luz producida por una lámpara fluorescente depende de la composición
química del fósforo utilizado en el revestimiento interno del tubo. Combinando proporciones
variantes de distintos fósforos se produce una amplia variedad de colores.
3. Filamento. Consiste generalmente en un alambre de tugsteno de doble o triple enrollamiento
espiral. Esta espiral lleva un revestimiento de un material emisivo de electrones (bario, estroncio,
óxido de calcio), cuya emisión tiene lugar a una temperatura de 950 °C.
4. Tubo de vacío. Este tubo se utiliza para la extracción del aire, cuando la lámpara está en
fabricación y también para introducir el gas en el tubo.
5. Gas. El gas que generalmente se utiliza es el argón.
6. Mercurio. Éste va colocado en el bulbo en muy pequeñas cantidades para proveer el vapor del
mercurio.
7. Casquillo. Se utilizan diferentes tipos de casquillos, que generalmente son:
• G-13 para encendido normal.
• R17D HO y VHO (alta y muy alta luminosidad, arranque rápido).
• FA8 Slim line (arranque instantáneo).
8. Prensado de la boquilla. Los hilos de toma de corriente van en ese punto fusionados en el
vidrio de la boquilla.
9. Hilos de toma de corriente. Van conectados a los pernos del casquillo y conducen la corriente
hasta el cátodo.
En el siguiente dibujo apreciamos los tres diferentes tipos de lámparas fluorescentes:
a) Arranque por precalentamiento base G13.
b) Arranque instantáneo Slim line base FA 8.
c) Alta luminosidad (HO); Muy alta luminosidad (VHO) base R17D.
Para que estas lámparas puedan funcionar necesitan de un equipo auxiliar, éste es un balastro.
El balastro, además de limitar o controlar la intensidad de corriente, tiene la función de regular
la corriente necesaria para el precalentamiento de los electrodos y de proveer la tensión que ayude al
encendido de la lámpara.
El cebador es un dispositivo auxiliar que utilizan las lámparas fluorescentes de precalentamiento para
que junto con el balastro provean la tensión de encendido (tensión de arranque).
Las lámparas fluorescentes se dividen en tres grupos que son:
a) Arranque rápido.
108
Conceptos básicos de la electricidad
b) Arranque instantáneo.
c) Arranque por precalentamiento.
Arranque rápido. En estas lámparas, el precalentamiento se obtiene a través de un devanado de
calentamiento para cada electrodo, incluido el balastro. Estas lámparas no requieren arrancador, pues
encienden rápidamente, casi como las de arranque instantáneo. Es el tipo de lámpara que más se utiliza.
Arranque instantáneo. Estas lámparas se diseñaron para eliminar el dispositivo de arranque y conseguir
un encendido más rápido. El dispositivo de arranque se eliminó al utilizarse un balastro que suministra
a la lámpara una elevada tensión de arranque. Estas lámparas sólo llevan un perno de contacto en cada
extremo y se les conoce con el nombre de Slim line, es decir línea delgada.
Arranque por precalentamiento. Estas lámparas utilizan un circuito de arranque con dispositivo
arrancador que sirve para precalentar a los electrodos. Estas lámparas requieren además del balastro
(reactor) un cebador.
En la siguiente figura se muestran los diferentes casquillos que utilizan las lámparas fluorescentes.
G13
Fa8
R17d
G10q
Las lámparas de precalentamiento y de arranque rápido llevan conectados dos pernos en cada extremo
de la lámpara, es decir, casquillo G13.
En las lámparas circulares, los cátodos están conectados a una base con 4 pernos que se encuentran
en unión de los dos extremos de la lámpara, casquillo G10Q.
Como se había mencionado anteriormente, las lámparas fluorescentes de alta emisión lumínica, así
como las de muy alta emisión lumínica, tienen el casquillo R17D.
Color de las lámparas fluorescentes y sus aplicaciones
Lámpara luz de día. Esta lámpara se denomina así debido a que el espectro luminoso se asemeja
bastante a la luz natural y tiene una temperatura de color de 6,000° K.
Aplicaciones: Estas lámparas se aplican en aquellos lugares en los que se desee apreciar mejor los colores
sin importar la hora y las condiciones meteorológicas, digamos la compra de vestidos bajo la luz artificial,
que en ocasiones se distorsiona. Con este tipo de lámparas se evita este problema.
Otros campos de aplicación son en las industrias –química, fábricas textiles, carpinterías y
ebanisterías, artes gráficas y laboratorios–, comercios –textil y peletería, foto, relojería, joyería, tiendas
y supermercados–, centros sociales –museos y galerías de arte–, así como en clínicas y consultorios.
Lámpara blanco frío. Tiene la ventaja práctica de poderse combinar indistintamente con la luz natural
de las lámparas de incandescencia (temperatura de color de 4,300° K).
109
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Aplicaciones: Es la lámpara fluorescente de uso más general y su campo de aplicación es prácticamente
ilimitado. Puede utilizarse, por ejemplo, para alumbrado industrial, alumbrado de garage y hangares,
oficinas, archivos, talleres, escuelas, etc., siendo de las lámparas fluorescentes de las que más lúmenes
producen, esto es, que proporciona mayor cantidad de luz con el mismo consumo de energía.
Lámpara blanco cálido. En estas lámparas la temperatura de color es de 3 000° K, y debido a la gran
cantidad de radiaciones rojas hace que sea más parecida a las lámparas de incandescencia.
Aplicaciones: Esta lámpara es adecuada en aquellos lugares donde sea esencial una perfecta reproducción
de colores, sobre todo en expendios de víveres.
Oficinas: despachos, grandes oficinas, pasillos, salas de reunión. Escuelas: aulas, auditorios, jardines
de infancia, bibliotecas, salas de lectura. Comercio: panaderías, comestibles, peluquerías, tiendas,
supermercados. Centros sociales: hoteles, restaurantes, bares, teatros, museos, galerías de arte.
Lámparas incandescentes
La lámpara incandescente para alumbrado general es un elemento radiador compuesto por un
filamento metálico de tungsteno en forma de espiral que se encuentra en el interior de una ampolla
de vidrio previamente evacuada, es decir, al vacío, o en atmósfera de gas inerte. Este elemento es calentado
al rojo blanco por la corriente eléctrica que pasa a través de él, de manera que, además del calor, también
emite luz.
La lámpara incandescente tiene la ventaja de que su construcción es sencilla y su funcionamiento,
simple.
A continuación se muestran los principales componentes de las lámparas fluorescentes:
Bulbo
Soportes para el filamento
Filamento espiralado de tungsteno
Hilos de toma de corriente
Tubo de vacío
Atmósfera gaseosa
Casquillo
Existe una muy amplia variedad de tipos de focos incandescentes, los que fundamentalmente se
identifican por el tipo de bulbo que llevan, siendo la lámpara incandescente la que más tiempo tiene de
uso. Sus aplicaciones y variaciones en el transcurso de los años se han ido diversificando, por lo que en
la actualidad la variedad de lámparas incandescentes es impresionante.
Focos incandescentes de alumbrado general. Dentro de esta gran gama existen diferentes tipos de
bulbos, como los A-19 (foco casero), A-21, A-23, PS-25, PS-30, PS-35 y PS-40, que son focos más
grandes que el A-19. Estos focos se fabrican para funcionar en 125, 140, 220, 250 volts y se utilizan en
alumbrado del sector privado, así como industrial.
Algunos tipos de estos focos son:
• Focos normales de bajo voltaje.
• Focos luz de día.
110
Conceptos básicos de la electricidad
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Focos repelentes para insectos.
Focos decorativos A-19.
Focos decorativos.
Focos decorativos plateados.
Focos decorativos esfera.
Focos para horno-refrigerador.
Focos decorativos tipo globo.
Focos para anuncio.
Foco decorativo Navidad.
Foco para semáforo.
Focos reflectores para uso exterior.
Lámparas incandescentes halógenas.
Lámparas ahorradoras de energía. Todo se origina a raíz de la crisis petrolera de la primera década de
los setenta con sus exigencias consecuentes: el aprovechamiento más racional de la energía eléctrica cada
vez más escasa y cara. Esto da comienzo al desarrollo de una nueva lámpara.
Las ventajas que presentan estas lámparas son:
• Lámparas compactas con alto rendimiento luminoso.
• Reducido consumo de energía eléctrica.
• 10 000 h promedio de vida.
• Luz cálida y agradable, como la de una lámpara incandescente.
• Casquillo empotrable.
Se ofrecen en dos opciones de conexión:
• El balastro y lámpara en forma separada, porque el balastro se puede colocar donde más convenga
en la luminaria.
• Con adaptador, siendo la conexión más sencilla ya que sustituye al soquet normal por el
adaptador con casquillo E-27
Puntos de refrigeración
Potencias:
Sustancia luminosa
Tubo de descarga
Electrodo
Perno de enchufe
Condensador contra interferencia
7W
9W
13 W
Arrancador
CENTROS DE CARGA Y TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN
Antecedentes y conceptos básicos
Los tableros y centros de carga se desarrollaron como consecuencia de las siguientes necesidades:
• Dividir grandes sistemas eléctricos en varios circuitos reduciendo calibres de conductores.
• Tener medios de conexión y de protección para cada circuito eléctrico de un sistema.
• Localizar en un solo lugar los dispositivos mencionados en el punto anterior.
111
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Barras principales del
tablero
(fases: A, B y C)
Gabinete del
tablero
Interruptores
termomagnéticos
derivados
Polos del
tablero
Barra para el
neutro
Esquema de un tablero con sus partes componentes
Circuito alimentador. Refiriéndonos a tableros y centros de carga, el circuito alimentador o línea de
alimentación será aquel circuito que le proporciona la energía eléctrica al tablero.
Circuito derivado. Se da ese nombre a cada uno de los circuitos que alimentan el tablero a través de
cada uno de sus interruptores, los cuales también reciben el nombre de derivados.
Fases, hilos y número de polos. Cuando a un tablero lo alimenta una línea de corriente o dos, se
dice que es de una fase, siendo en estos dos casos absolutamente necesaria la conexión del hilo neutro.
Cuando al tablero llegan las tres líneas de corriente, se dice que es de tres fases.
El número de hilos en el tablero queda definido por la suma de cables de línea y neutro que lo
alimentan, teniéndose las siguientes combinaciones.
• Una fase, dos hilos.
• Dos fases, tres hilos.
• Tres fases, cuatro hilos.
Tipos de montaje
•
•
•
112
Empotrar: cuando el tablero va embebido en los muros.
Sobreponer: cuando el tablero se fija sobre el muro.
Autosoportado: el tablero se fija directamente sobre el piso.
Conceptos básicos de la electricidad
Funciones del tablero
•
•
•
•
Dividir un circuito eléctrico en varios circuitos derivados.
Proveer de un medio de conexión y desconexión manual a cada uno de los circuitos derivados.
Proteger a cada uno de los circuitos contra sobrecorrientes.
Concentrar en un solo punto todos los interruptores.
Tableros con zapatas principales
La alimentación del tablero se realiza directamente a las barras del bus por medio de zapatas de conexión.
Se debe contar con un medio de protección externo.
Tableros con interruptor principal
La alimentación del tablero se realiza a través de un interruptor termomagnético que forma parte integral
de él y le brinda medio de protección y conexión general.
CONTACTOS Y APAGADORES
Apagadores
Un apagador se define como un interruptor pequeño de acción rápida, operación manual y baja
capacidad que se usa por lo general para el control de aparatos pequeños domésticos y comerciales, así
como unidades de alumbrado pequeñas. Debido a que la operación de los apagadores es manual, los
voltajes nominales no deben exceder a 600 V.
Existen diferentes tipos de apagadores. El más simple es el de una vía o monopolar, con dos
terminales que se usan para “prender” o “apagar” una lámpara u otro objeto desde un punto sencillo de
localización.
Una variante del apagador del polo es el llamado tipo silencioso y el de contacto.
Los apagadores sencillos para instalaciones residenciales se fabrican para 127 V y corrientes de 15 A.
Accesibilidad de los apagadores
Invariablemente en cualquier instalación eléctrica, todos los apagadores se deben instalar de manera tal
que se puedan operar de manera manual y desde un lugar fácilmente accesible. El centro de la palanca
de operación de los apagadores no debe quedar a más de 2,0 m sobre el nivel del piso en ningún caso.
Cuando se trate de apagadores para alumbrado en casas habitación, oficinas y centros comerciales la
altura máxima desde el nivel del piso será de 1,2 y 1,35 m.
113
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Montaje de los contactos y apagadores
Tipo sobre puesto o de superficie. Los apagadores o contactos se deben instalar en cajas diseñadas
para tal efecto, se deben fijar de forma rígida y firme en la superficie de la pared donde dará servicio.
La canalización que aloje los conductores puede ser metálica o no metálica.
Tipo embutido. Los apagadores y contactos que se alojan en cajas de instalaciones ocultas se deben
montar sobre una placa o chasis que esté al ras con la superficie de empotramiento y sujeto a la caja.
Los apagadores instalados en cajas metálicas embutidas y no puestas a tierra y que pueden ser
alcanzados desde el piso, se deben proveer de tapas de material aislante e incombustible.
Apagador sencillo o de dos vías. Es un dispositivo que sirve para controlar el encendido de una o
varias luminarias desde un solo punto. Es importante que el número de luminarias a controlar, no
sobrepase el valor nominal del apagador, el cual puede ser 10 A o 15 A, según el fabricante.
Apagador de tres vías. Los llamados apagadores de tres vías se usan principalmente para controlar
lámparas desde dos puntos distintos, por lo que se requieren dos apagadores de tres vías para cada
instalación donde se requiere este tipo de control. Estos apagadores tienen tres terminales.
Su instalación es común en áreas grandes como entrada de casa y pasillo, en donde por comodidad
no se requiera regresar a apagar una lámpara, o bien en escaleras en donde se prende un foco en la parte
inferior (o superior) y se apaga en la parte superior (inferior) para no tener que regresar a apagar la
lámpara.
114
Conceptos básicos de la electricidad
Contactos
Los contactos se usan para conectar ( enchufar) por medio de clavijas dispositivos, tales como: lámparas,
taladros, radios, televisores, tostadores, licuadoras, lavadoras, batidoras, rasuradoras eléctricas, etcétera.
Estos contactos deben ser para una capacidad nominal no menor de 15 amperes para 125 volts y
no menor de 10 amperes para 250 volts. Los contactos deben ser de tal tipo que no se puedan usar
como portalámparas.
Los contactos pueden ser sencillos, duplex, con puesta a tierra aislada o protegidos con interruptor de
circuito contra falla a tierra. Para uso residencial deben ser del tipo 2P +T ( dos polos más tierra).
En algunos casos, los contactos sencillos se suelen instalar en la misma caja con apagadores.
Los contactos en casa habitación se instalan a diversas alturas dependiendo de la ocupación que
se les va a dar, con la intensión de evitar el uso de extensiones. Es un apráctica común que los
contactos en cajas para este uso exclusivo (no combinado) en las paredes se instalen a una altura entre
35 cm y 40 cm del nivel de piso terminado. No obstante, en lugares como la cocina es común que
haya algunos contactos en la barra y a mayor altura para conectar el refrigerador, incluso cerca del
techopara conectar la campana extractora.
Contactos con tierra aislada. Son contactos cuyo propósito es aislar el ruido eléctrico de los equipos,
usualmente se utilizan para conectar aparatos que trabajan con altas frecuencias, como los equipos
de cómputo. A estos contactos se les conectan 4 conductores: fase, neutro, tierra desnuda y tierra
aislada.
115
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Contactos con interruptor de circuito de falla a tierra. De acuerdo a la sección 210-8 de la NOM001-SEDE-2012 estos contactos se deben instalar en lugares húmedos , tales como cocina, baño,
garage, etc. El interruptor contra falla a tierra actúa cuando existe una diferencia entre la corriente de
fase y del neutro mayor a 5 mA durante un tiempo mayor a 60ms.
Contactos de piso. Los contactos que se instalen en pisos, deben estar contenidos en cajas, especialmente
construidas para cumplir con el propósito.
Contactos en lugares húmedos o mojados. Estos contactos se denominan a prueba de intemperie.
116
Conceptos básicos de la electricidad
Algunos diagramas de alambrado:
Lámpara con interruptor
y contacto sencillo
Lámpara con interruptor sencillo
F
F
N
N
T
Lámpara con 2 interruptores y 3 vías
F
N
CANALIZACIONES
Canal cerrado de materiales metálicos o no metálicos, expresamente diseñados para contener alambres,
cables o barras conductoras, con funciones adicionales como lo permita esta NOM. Existe una
gran variedad de medios para contener a los conductores eléctricos, conocidos como canalizaciones
eléctricas, algunas son de uso común y otras se usan en aplicaciones especificas. Algunos de estos
medios son los tubos (conduit, con sus variedades constructivas y de material ), ductos, charolas y
electro ductos.
Tubos (conduit) metálicos
Los tubos (conduit) metálicos, dependiendo del tipo usado, se pueden instalar en exteriores e interiores,
en áreas secas o húmedas. Los tubos (conduit) rígidos constituyen, de hecho, el sistema de canalización
más comúnmente usado, porque prácticamente se puede utilizar en todo tipo de atmósferas y para todas
las aplicaciones.
En ambientes corrosivos, adicionalmente se debe tener cuidado de proteger los tubos con pintura
anticorrosiva, ya que la presentación normal de estos tubos es galvanizada.
Los tipos más usados son:
Tubo (conduit) metálico rígido (pared gruesa). Este tipo de tubo (conduit) se suministra en tramos
de 3 m de longitud, en acero o aluminio, y se encuentra disponible en diámetros desde 13 mm (1/2”)
hasta 152,4 mm (6”). Cada extremo del tubo se proporciona con rosca y uno de ellos tiene un cople.
Este tubo puede quedar embebido en muros y paredes, o puede ir montado superficialmente con
soportes especiales.
Algunas recomendaciones generales para la aplicación son:
• El número de dobleces en la trayectoria total de un (conduit) no debe exceder a 360°.
• Para evitar problemas de corrosión galvánica, deben instalarse tubos y accesorios del mismo tipo
de metal.
• Los tubos deben soportarse cada 3 m y cada 90 cm entre cada salida.
117
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tubo (conduit) metálico intermedio o semipesado. Se fabrica en diámetros de hasta 102 mm (4”),
su constitución es similar al tubo (conduit) rígido de pared gruesa, pero sus paredes son más delgadas,
por lo que tiene un mayor espacio interior disponible. Se debe tener mayor cuidado con el doblado de
estos tubos, ya que tienden a deformarse. Tienen roscados los extremos, y sus aplicaciones son similares
a los tubos anteriormente descritos.
Tubo metálico de pared delgada (rígido ligero). Estos tubos son similares a los de pared gruesa, pero
tienen la pared interna mucho más delgada. Se fabrican en diámetros de hasta 102 mm (4”). Se pueden
usar en instalaciones visibles u ocultas, embebido en concreto o embutido en mampostería, pero en
lugares secos no expuestos a humedad o ambientes corrosivos. Estos tubos no tienen sus extremos
roscados y tampoco usan los mismos conectores que los tubos metálicos anteriormente citados. Los
conectores de este tipo de tubería son atornillados.
Tubo (conduit) metálico flexible. Este es un tubo hecho de cinta metálica engargolada (en forma
helicoidal), sin ningún recubrimiento. Hay otro tubo metálico que tiene una cubierta exterior de un material
no metálico que se aplica sobre el tubo para que sea hermético a los líquidos. Este tipo de tubo (conduit) es
útil cuando se hacen instalaciones en áreas donde se dificultan los dobleces con tubo (conduit) metálico,
o bien en lugares donde existen vibraciones mecánicas que puedan afectar las uniones rígidas de las
instalaciones. Este tubo se fabrica con un diámetro mínimo de 13 mm (1/2”) y un diámetro máximo
de 102 mm (4”).
Tubo (conduit) no metálico
En el mercado podemos encontrar muchos tipos de tubos (conduit) no metálicos que tienen una gran
variedad de aplicaciones y están construidos de distintos materiales como el policloruro de vinilo (PVC),
la fibra de vidrio, el polietileno, etc.
El más usado en las instalaciones residenciales es el PVC, el cual es un material autoextinguible,
resistente al colapso, a la humedad y a agentes químicos específicos.
Se puede usar en:
Instalaciones ocultas, visibles (cuando no se expone el tubo a daño mecánico) y lugares expuestos a
agentes químicos.
No debe usarse en áreas y locales clasificados como peligrosos. Tampoco para soportar luminarios
ni en lugares que excedan temperaturas ambientales mayores de 50 °C. Estos tubos se pueden doblar
mediante la aplicación de aire caliente o líquido caliente.
118
Conceptos básicos de la electricidad
Tubo de polietileno. El tubo (conduit) de polietileno debe ser resistente a la humedad y a ciertos
agentes químicos específicos. Su resistencia mecánica debe ser adecuada para proporcionar protección a
los conductores y soportar el trato rudo a que se ve sometido durante su instalación. Por lo general se le
identifica por el color anaranjado. Puede operar con voltajes hasta 150 V a tierra, embebido en concreto
o embutido en muros, pisos y techos. También se puede enterrar a una profundidad no menor de 0,5 m.
No se recomienda su utilización oculto en techos y plafones, en cubos de edificios o en instalaciones
visibles.
Ductos metálicos
Los ductos metálicos se instalan en la superficie, proporcionan protección mecánica a los conductores y
además los hacen accesibles para cambios o modificaciones en el alambrado.
Los ductos metálicos se seleccionan sobre la base de número y tamaño de los conductores que deben
alojar: por lo general se hace con las especificaciones e instrucciones de los fabricantes. Pueden tener
diferentes formas en función de la aplicación.
Bus ducto (electroducto)
El bus ducto consiste por lo general de conductores en forma de barra dentro de un elemento metálico (ducto)
que los contiene. Cuenta con una adecuada ventilación que ayuda a la capacidad de corriente del sistema. El
uso de este electroducto es esencial para aquellas instalaciones que demandan corrientes elevadas.
119
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Se fabrican en diversos tipos: enchufable, atornillable, con barras de aluminio o cobre, etc.
Debido a la característica de manejar altas corrientes o demanda de potencia elevada, su aplicación
más común se encuentra en las instalaciones industriales; sin embargo su uso no está limitado a las
instalaciones comerciales o de edificios de oficinas. Se usa frecuentemente como un sistema completo,
aunque tiene la desventaja de su alto costo y los accesorios complementarios que también tienen un
elevado costo.
Cajas y accesorios para canalización con tubo
Cajas eléctricas. Son la terminación que permite acomodar las llegadas de los distintos tipos de tubos
(conduit), cables armados o tubos no metálicos; con el propósito de empalmar cables y proporcionar
salidas para contactos, apagadores, salidas para lámparas y luminarias en general. Estas cajas se diseñan
en distintos tipos y dimensiones, así como también los accesorios para su montaje, con el objeto de dar
la versatilidad que requieren las construcciones eléctricas.
Las cajas se identifican por nombres, pero en general son funcionalmente intercambiables, con algunas
pocas excepciones. Se fabrican metálicas y no metálicas. Básicamente la selección de una caja depende
de lo siguiente:
• El número de conductores que entran.
• El tipo y número de dispositivos que se conectan a la caja.
• El método de alambrado usado.
Cajas metálicas para propósitos generales. Estas cajas de propósitos generales se clasifican en los
siguientes tipos:
• Cajas para dispositivos como: apagadores y contactos.
• Cajas octagonales.
• Cajas cuadradas.
En el mercado podemos encontrar estas cajas de materiales metálicos y no metálicos.
Las cajas tipo apagador se usan para alojar los apagadores o contactos, algunas se utilizan para alojar
más de un apagador o dispositivo.
120
Conceptos básicos de la electricidad
Las cajas octagonales o cuadradas se utilizan principalmente para salidas de la instalación eléctrica, ya
sea para lámparas o luminarias, o para montar otros dispositivos (usando la cubierta apropiada).
Ductos metálicos con tapa
Este tipo de ductos puede tener la tapa embisagrada o de tipo desmontable y sirve para contener y a la
vez proteger a los conductores que se colocan o alojan en el ducto, cuando éste ha sido ya totalmente
instalado.
Se usan como canalizaciones visibles en lugares secos y cuando se instalan a la intemperie se deben
especificar a prueba de agua. Estos ductos no se deben usar cuando estén sujetos a daños mecánicos,
expuestos a vapores y gases corrosivos o en lugares clasificados como peligrosos.
Los conductores alojados en los ductos no deben ocupar más del 20% (Art. 362-19 NOM-001SEDE) de área interior del ducto ni tampoco alojar a más de 30 conductores que llevan corriente.
Los conductores para circuitos de control y señalización, como los usados en estaciones de botones,
lámparas de señalización y los de puesta a tierra, no se consideran como portadores de corriente.
121
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Charolas para cables
Las charolas o soportes continuos para cables son conjuntos prefabricados en secciones rectas con
herrajes que se pueden unir para formar un sistema total de soporte de cables.
En el mercado existen diferentes tipos de charolas, siendo tres las principales:
•
Charolas de paso
Tienen un fondo continuo ya sea ventilado o no ventilado y con ancho estándar de: 15, 22, 30 y 60 cm.
Este tipo de charola se usa cuando los conductores son pequeños y requieren de un soporte completo.
• Charolas tipo escalera
Éstas son de construcción muy sencilla, consisten en dos rieles laterales unidos o conectados con
travesaños individuales. Se fabrican en anchos estándar de: 15, 22, 30, 45, 60 y 75 cm. Pueden ser de
acero o aluminio.
•
Charolas tipo canal
Están constituidas de una sección de canal ventilada. Los anchos estándar de esta charola son: 7,5 y 10 cm.
122
Conceptos básicos de la electricidad
•
Soporte recto
Soporte para cables que no presenta derivación, cambio de dirección o de tamaño. Se ofrece en un largo
de 3,66 m.
•
Curva vertical exterior
Accesorio que permite el cambio de dirección de un soporte recto para cables hacia abajo del plano
horizontal. Se ofrece a 90° y 45°.
•
Curva vertical interior
Accesorio que permite el cambio de dirección de un soporte recto para cables hacia arriba del plano
horizontal. Se ofrece a 90° y 45°.
123
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
•
Curva horizontal a 90°
Accesorio que permite el cambio de dirección de un soporte recto para cables en el plano horizontal 90°.
Se ofrece en dos diseños: curva horizontal sencilla a 90° y arreglo encontrado con dos charolas curvas
horizontales a 90°.
•
Curva horizontal a 45°
Accesorio que permite el cambio de dirección de un soporte recto para cables en el plano horizontal 45°.
Se ofrece en dos diseños; curva horizontal sencilla a 45° y arreglo encontrado con dos charolas curvas
horizontales a 45°.
•
Curva vertical para soportes
Accesorio que permite el cambio de dirección de un soporte recto para cables, hacia abajo del plano
horizontal, ofreciendo dos direcciones para el acomodo de cables.
124
Conceptos básicos de la electricidad
•
Reducciones rectas, laterales derechas o laterales izquierdas
Accesorios que permiten la unión de tramos rectos de diferentes anchos en el mismo plano.
Charola con Reducción Recta (HRR)
Charola con Reducción Lateral (HRLL)
Charola Con Reducción Recta (HRLD)
•
T horizontal
Accesorio que une soportes rectos para cables en tres direcciones a intervalos de 90° y específicamente
diseñada para plano horizontal.
125
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
•
T horizontal con expansión
Accesorio que une soportes rectos para cables en tres direcciones a intervalos de 90° y específicamente
diseñada para plano horizontal. Dos soportes rectos para cables del mismo ancho y uno de mayor ancho
que los anteriores.
•
T horizontal con reducción
Accesorio que une soportes rectos para cables en tres direcciones a intervalos de 90° y específicamente
diseñada para plano horizontal. Dos soportes rectos para cables del mismo ancho y uno de menor ancho
que los anteriores.
•
T vertical para soportes
Accesorio que une soportes rectos para cables en tres direcciones a intervalos de 90° y específicamente
diseñada para plano vertical.
126
Conceptos básicos de la electricidad
•
X vertical para soportes
Accesorio que une soportes rectos para cables, en cuatro direcciones a intervalos de 90° y específicamente
diseñada para plano vertical.
•
X horizontal
Accesorio de un soporte para cables que une tramos rectos, en cuatro direcciones a intervalos de 90° y
específicamente diseñada para plano horizontal.
•
X horizontal con expansión
Accesorio de un soporte para cables que une tramos rectos, en cuatro direcciones a intervalos de 90° y
específicamente diseñada para plano horizontal. Dos soportes rectos para cables del mismo ancho y dos
de mayor ancho que los anteriores.
127
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
•
X horizontal con reducción
Accesorio de un soporte para cables que une tramos rectos, en cuatro direcciones a intervalos de 90° y
específicamente diseñada para plano horizontal. Dos soportes rectos para cables del mismo ancho y dos
de menor ancho que los anteriores.
•
Y horizontal derecha o izquierda
Accesorio que permite una derivación de un soporte recto para cables a la derecha o la izquierda, en el
plano horizontal.
SIMBOLOGÍA E INTERPRETACIÓN DE PLANOS
Símbolos en instalaciones eléctricas
Hemos comentado anteriormente los componentes de las instalaciones eléctricas. Para una fácil
interpretación de los circuitos eléctricos y sus componentes, así como la elaboración e interpretación de
planos, se usan los llamados símbolos convencionales. A continuación presentamos los más utilizados:
128
Conceptos básicos de la electricidad
Salida de lámpara incandescente
Luminaria de pared (arbotante)
interior
Luminaria de pared (arbotante) exterior
Arbotante fluorescente interior
Lámpara fluorescente
Receptáculo sencillo
Receptáculo controlado por
Receptáculo en piso
apagador
Receptáculo sencillo intemperie
Receptáculo doble en muro
Interruptor sencillo
Salida especial
Interruptor sencillo de cadena
Interruptor de puerta
Interruptor de escalera
Interruptor de escalera
Tablero de distribución de alumbrado
Tablero de fuerza
Timbre
Zumbador
Interruptor flotador
Interruptor de timbre
Ventilador
Salida para televisión
129
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Registro en muros o losa
Teléfono
Extensión telefónica
Tablero de portero eléctrico
Interfón
Línea por muro y losa
Línea por piso
Tubería para teléfono
Cuadro indicador
Medidor de la CFE
Interruptor termomagnético
Fusible
Interruptor (de navajas)
1 polo
Interruptor (de navajas)
o cuchillas de 2 polos
Interruptor (de navajas)
o cuchillas de 3 polos
Interruptor de presión para
flotador en posición abierta
Interruptor de presión para
(con tanque elevado lleno)
flotador en posición abierta
(con tanque bajo o cisterna
sin agua)
Pueden utilizarse otros símbolos en los planos eléctricos, siempre y cuando se aclare en el mismo plano
lo que significan con el objeto de facilitar su comprensión. Consultar la norma mexicana NMX-J-136ANCE, la cual establece las abreviaturas y símbolos gráficos, que se utilizan en diagramas, planos y
equipos eléctricos.
Planos eléctricos
El primer paso para la realización de una instalación eléctrica para un trabajo en específico es obtener un
diagrama de alambrado y conexiones eléctricas.
En casas habitación individuales y en los departamentos de edificios multifamiliares se debe
disponer de un conjunto de planos arquitectónicos de construcción, entre los cuales se encuentra el
correspondiente a la instalación eléctrica en donde se muestran los elementos de la instalación, como son
130
Conceptos básicos de la electricidad
salidas, trayectorias de tubos (conduit) a tableros, elementos particulares, etc., así como las características
principales de estos elementos.
En trabajos relativamente pequeños, el electricista puede elaborar un plano preliminar y de común
acuerdo con el propietario determinar las particularidades de la instalación indicándolas en el plano.
Esto lo puede elaborar la persona encargada de hacer la instalación eléctrica y sólo obtener la aprobación
de la casa habitación.
Para efectuar la instalación eléctrica en sí, es necesario que estos planos tengan cierta presentación e
información, para obtener la aprobación correspondiente de la dependencia oficial.
Principios del alambrado eléctrico
El alambrado de una instalación eléctrica consiste básicamente de tres etapas:
1. Elaboración de planos, en los cuales se indica por medio de símbolos convencionales la localización
de los principales elementos de la instalación.
2. Las indicaciones necesarias para el alambrado y diagrama de conexiones para cada uno de los
elementos de la instalación. Esto es particularmente importante para la instalación misma y sobre
todo para el electricista que aún no tiene experiencia.
3. Los detalles mismos de la ejecución de cada una de las partes de la instalación eléctrica, como son:
formas de ejecutar las conexiones, número de conductores por elemento, etc.
El conocimiento general de estas tres etapas en el inicio del cálculo o proyecto de una instalación
eléctrica, permitirá disponer de la información necesaria para el cálculo propiamente dicho de la
instalación eléctrica.
Los dibujos o planos para la instalación eléctrica
Cuando se preparan dibujos o planos arquitectónicos para construir una casa habitación se debe procurar
que éstos contengan toda la información y dimensiones necesarias para poder llevar el proyecto hasta su
última etapa. De estos planos se hacen reproducciones, llamadas heliográficas.
La correcta lectura e interpretación de estos planos se adquiere a través del tiempo, pero un buen
inicio se puede adquirir con la ayuda de una guía sistemática que permita tener una mejor idea práctica
del problema.
En la siguiente figura se muestra el principio básico de estos diagramas:
Interruptor
escalera
Interruptor
sencillo
Lámpara
Receptáculos
Planta simplificada de un cuarto de una casa habitación
131
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Elaboración de los diagramas de alambrado
Acabamos de ver los elementos que aparecen en el plano de la instalación eléctrica de una casa habitación.
Lo siguiente para el proyectista y/o instalador es cómo crear el sistema eléctrico de la instalación a partir
de los planos eléctricos.
En esta parte se trata el problema de cómo analizar los circuitos eléctricos para su instalación, es decir
cómo se prepara un plano eléctrico para la construcción y el alambrado y cómo se deben alambrar los
distintos componentes de la instalación, como es el caso de contactos, apagadores y lámparas, así como
elementos adicionales.
El objetivo es aprender a interpretar los planos de una casa habitación, ya que a partir de esto es
fácilmente comprensible la instalación eléctrica de otro tipo de locales. Para esto resulta conveniente
tratar por separado cada uno de los componentes de la casa habitación, es decir cada una de la áreas
(recámaras, sala, comedor, cocina, baño, etc.), tratando siempre de generalizar el procedimiento. Con
base en esto es posible tener una idea más clara de cómo hacerlo para cualquier caso particular. Recuérdese
que el objetivo final es tener una instalación eléctrica funcionando.
A otro cuarto
Línea por muro y losa
Línea por piso
Planta simplificada de un cuarto de una casa habitación, mostrando posibles trayectorias de tubo (conduit) para
alambrado a las salidas.
Detalles del alambrado y diagrama de conexiones
A fin de simplificar los diagramas y para evitar confusiones en la interpretación de los mismos, se usará
la siguiente notación para los conductores:
L = conductor de línea o fase
N = conductor neutro
R = conductor de retorno
La Norma Oficial de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE recomienda para la ejecución práctica de
las instalaciones eléctricas y con propósitos de facilitar la identificación de los conductores que forman
el alambrado, los siguientes colores:
132
Capítulo
4
Normatividad y
diseño
IMPORTANCIA DE LA NORMA DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS
NOM-001-SEDE-2012
a norma que contempla la forma en que se deben realizar las instalaciones eléctricas en México
es la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012 “Instalaciones Eléctricas (Utilización)”. Esta
norma tiene carácter obligatorio en todo el territorio nacional, y se elaboró con el objetivo de establecer
las disposiciones y especificaciones de carácter técnico que deben satisfacer las instalaciones destinadas
a la utilización de la energía eléctrica, a fin de que ofrezcan condiciones adecuadas de seguridad para
las personas y sus propiedades, en lo referente a protección contra descargas eléctricas, efectos térmicos,
sobrecorrientes, corrientes de falla y sobretensiones, fenómenos atmosféricos e incendios, entre otros.
La NOM-001-SEDE-2012 cubre a las instalaciones destinadas a la utilización de la energía eléctrica en:
a) Propiedades industriales, comerciales, residenciales y de vivienda, institucionales, cualquiera que
sea su uso, públicas y privadas, y en cualquiera de los niveles de tensiones eléctricas de operación,
incluyendo las utilizadas para el equipo eléctrico conectado por los usuarios. Instalaciones en
edificios utilizados por las empresas suministradoras, tales como edificios de oficinas, almacenes,
estacionamientos, talleres mecánicos y edificios para fines de recreación.
b) Casas móviles, vehículos de recreo, construcciones flotantes, ferias, circos y exposiciones,
estacionamientos, talleres, lugares de reunión, lugares de atención a la salud, construcciones
agrícolas, marinas y muelles.
c) Todas las instalaciones del usuario situadas fuera de edificios.
d) Alambrado fijo para telecomunicaciones, señalización, control y similares (excluyendo el alambrado
interno de aparatos).
e) Las ampliaciones o modificaciones a las instalaciones, así como a las partes de instalaciones existentes
afectadas por estas ampliaciones o modificaciones.
L
La NOM-001-SEDE-2012 no se aplica en:
a) Instalaciones eléctricas en embarcaciones.
b) Instalaciones eléctricas para unidades de transporte público eléctrico, aeronaves o vehículos
automotores.
c) Instalaciones eléctricas del sistema de transporte público eléctrico, en lo relativo a la generación,
transformación, transmisión o distribución de energía eléctrica utilizada exclusivamente para la
operación del equipo rodante, o de señalización y comunicación.
d) Instalaciones eléctricas en áreas subterráneas de minas, así como en la maquinaria móvil
autopropulsada de minería superficial y el cable de alimentación de dicha maquinaria.
e) Instalaciones de equipo de comunicaciones que estén bajo el control exclusivo de empresas de
servicio público de comunicaciones donde se localice.
Para asegurar que los materiales y equipos empleados en las instalaciones eléctricas son los adecuados,
la NOM-001-SEDE-2012 establece, en la parte 110-2. “Aprobación”, del ARTÍCULO 110 –
133
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
“REQUISITOS DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS”, los requisitos que deben cumplir y los
cuales se indican a continuación:
110-2. Aprobación. En las instalaciones eléctricas a que se refiere esta NOM deben utilizarse
materiales y equipos (productos) que cumplan con lo establecido en el numeral 4.3.1. Los materiales y
equipos (productos) de las instalaciones eléctricas sujetos al cumplimiento de normas oficiales mexicanas
o normas mexicanas, deben contar con un certificado expedido por un organismo de certificación de
productos, acreditado y en su caso aprobado. Los materiales y equipos (productos) que cumplan con
las disposiciones establecidas en los párrafos anteriores se consideran aprobados para los efectos de esta
NOM.
El organismo de certificación de productos del sector eléctrico acreditado y aprobado es la Asociación
de Normalización y Certificación, A.C. (ANCE), que cuenta con la acreditación de la Entidad Mexicana
de Acreditación (EMA) y emite certificados con validez oficial en México.
Asociación de Normalización y Certificación, A.C.
La ANCE es una sociedad privada que brinda apoyo y servicios en materia de normalización, laboratorio
de pruebas, certificación de sistemas de calidad, certificación de productos y verificación en el sector
eléctrico.
A continuación se muestra una lista de algunas de las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) y Normas
Mexicanas (NMX) que deben cumplir los productos eléctricos:
Tabla B1.2
Listado de normas de productos eléctricos
Norma
NOM-003-SCFI-2000
Productos eléctricos especificaciones de seguridad.
NOM-058-SCFI-1999
Productos eléctricos-balastros para lámparas de descarga eléctrica en gas-especificaciones de
seguridad.
NOM-063-SCFI-2001
Productos eléctricos-conductores-requisitos de seguridad.
NOM-064-SCFI-2000
Productos eléctricos-luminarios para uso en interiores y exteriores-especificaciones de seguridad y
métodos de prueba.
NOM-021-ENER/SCFI/ECOL/SCFI2000
134
Título
Eficiencia energética, requisitos de seguridad al usuario y eliminación de clorofluorocarbonos
(CFC’s) en acondicionadores de aire tipo cuarto. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-011-ENER-2002
Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo central paquete o dividido. Límite, métodos
de prueba y etiquetado.
NOM-014-ENER-2004
Eficiencia energética de motores eléctricos de corriente alterna, monofásicos, de inducción, tipo
jaula de ardilla, enfriados con aire, en potencia nominal de 0,180 kW a 1 500 kW. Límites,
método de prueba y marcado.
NOM-016-ENER-2002
Eficiencia energética de motores de corriente alterna, trifásicos, de inducción, tipo jaula de ardilla,
en potencia nominal de 0,746 a 373 kW. Límites, método de prueba y marcado.
NMX-J-002-ANCE
Conductores-alambres de cobre duro para usos eléctricos-especificaciones.
NMX-J-008-ANCE
Conductores-alambres de cobre estañado suave o recocido para usos eléctricos-especificaciones.
Normatividad y diseño
Norma
Título
NMX-J-009/248/1-ANCE
Productos eléctricos-fusibles-fusibles para baja tensión, parte 1: requisitos generales.
NMX-J-009/248/7-ANCE
Productos eléctricos-fusibles-fusibles para baja tensión, parte 7: fusibles renovables letra
h-especificaciones y métodos de prueba.
NMX-J-009/248/11-ANCE
Productos eléctricos-fusibles-fusibles para baja tensión, parte 11: fusibles tipo tapónespecificaciones y métodos de prueba.
NMX-J-010-ANCE
Conductores-conductores con aislamiento termoplástico para instalaciones hasta 600
V-especificaciones.
NMX-J-012-ANCE
Conductores-cable de cobre con cableado concéntrico para usos eléctricos-especificaciones.
NMX-J-024-ANCE
Artefactos eléctricos-portalámparas roscados tipo Edison-especificaciones y métodos de prueba.
NMX-J-028-ANCE
Conductores-cables concéntricos tipo espiral para acometida aérea a baja tensión, hasta 600
V-especificaciones.
NMX-J-036-ANCE
Conductores-alambre de cobre suave para usos eléctricos-especificaciones
NMX-J-058-ANCE
Conductores-cable de aluminio con cableado concéntrico y alma de acero (ACSR)especificaciones.
NMX-J-059-ANCE
Conductores-cable de cobre con cableado concéntrico compacto, para usos eléctricosespecificaciones.
NMX-J-116-ANCE
Transformadores de distribución tipo poste y tipo subestación-especificaciones.
NMX-J-285-ANCE
Transformadores de distribución tipo pedestal monofásico y trifásico para distribución
subterránea.
NMX-J-429-ANCE
Conductores-alambres, cables y cordones con aislamiento de PVC 80 °C, 90 °C y 105 °C, para
usos electrónicos-especificaciones.
NMX-J-436-ANCE
Conductores-cordones flexibles para uso rudo y extra rudo, hasta 600 V-especificaciones.
NMX-J-508-ANCE
Artefactos eléctricos-requisitos de seguridad-especificaciones y métodos de prueba.
NMX-J-511-ANCE
Productos eléctricos-sistemas de soportes metálicos tipo charola para cables-especificaciones y
métodos de prueba.
NMX-J-554-ANCE
Roscas para tubo (conduit) y sus accesorios-especificaciones y método de prueba.
NMX-J-005-ANCE
Productos eléctricos-interruptores de uso general para instalaciones eléctricas fijas, domésticas y
similares-requerimientos generales.
NMX-J-023-ANCE
Productos eléctricos-cajas registro metálicas de salida-parte 1: especificaciones y métodos de
prueba.
NMX-J-266-ANCE
Productos eléctricos-interruptores-interruptores automáticos en caja moldeada-especificaciones y
métodos de prueba.
NMX-J-412/1-ANCE
Clavijas y receptáculos para uso doméstico y similar, parte 1: requisitos generales.
NMX-J-569-ANCE
Accesorios eléctricos-interruptores automáticos para la protección contra sobrecorriente en
instalaciones domésticas y similares-interruptores automáticos para operación con c.a.
NMX-J-538/2-ANCE
Productos de distribución y de control de baja tensión parte 2: interruptores automáticos.
NMX-J-520-ANCE
Interruptor de circuito por falla a tierra-especificaciones y métodos de prueba.
NMX-J-515-ANCE
Equipos de control y distribución-requisitos generales de seguridad-especificaciones y métodos de
prueba.
Adicionalmente a las normas indicadas anteriormente, los siguientes documentos son importantes en
cuanto a la aplicación correcta de la NOM-001-SEDE-2012:
• Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento.
• Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica y su Reglamento.
• NOM-008-SCFI, Sistema General de Unidades de Medida.
• NOM-024-SCFI, Información comercial – aparatos electrónicos, eléctricos y electrodomésticos –
Instructivos y garantías para los productos de fabricación nacional e importada.
• NOM-050-SCFI, Información comercial – información comercial del envase o su etiqueta que
deberán ostentar los productos de fabricación nacional y extranjera.
135
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
• NMX-J-098, Sistemas eléctricos de potencia – suministro – Tensiones eléctricas normalizadas.
Es importante indicar lo que la NOM-001-SEDE-2012 menciona en la sección 3.1. del TITULO
3 – “Lineamientos para la aplicación de las especificaciones en las instalaciones eléctricas”:
“Las disposiciones establecidas en las especificaciones de la NOM-001-SEDE-2012 no deben
considerarse como guía de diseño de instalaciones ni como un manual de instrucciones para personas
no-calificadas.* Se considera que para hacer un uso apropiado de esta NOM, es necesario recibir
entrenamiento y tener experiencia suficiente en el manejo de las instalaciones eléctricas.”
La autoridad encargada de vigilar el cumplimiento de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE
es la Secretaría de Energía, a través de la Dirección General de Abastecimiento de Energía Eléctrica
y Recursos Nucleares.
El mecanismo de vigilancia lo conforman las Unidades de Verificación de Instalaciones Eléctricas
(UVIE’s). Las UVIE’s son personas físicas o morales que realizan actos de verificación para evaluar
la conformidad con la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012 “Instalaciones Eléctricas
(utilización)”, que han sido acreditadas por una entidad de acreditación (EMA) y aprobadas por la
SENER, conforme a lo establecido en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización (Artículos
68 y 70).
Las UVIE’s se constituyen para dar cumplimiento a lo establecido en la Ley del Servicio Público
de Energía Eléctrica, en su Reglamento, en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y
en el Reglamento Interior de la Secretaría de Energía, así como en el decreto que reforma dicho
Reglamento.
Básicamente una Unidad de Verificación realiza lo siguiente:
• Revisión del proyecto eléctrico (planos y memoria de cálculo).
• Revisión física de las instalaciones (visitas de verificación):
o Instalación de materiales normalizados y certificados.
o Continuidad eléctrica de envolventes y canalizaciones metálicas.
o Continuidad de conductores.
o Resistencia de aislamiento de conductores.
o Resistencia de electrodos artificiales y de la red de tierras.
o Polaridad de las conexiones en los receptáculos.
Las instalaciones eléctricas que deben verificarse son las de A.T., con valores superiores de 1 000 V
entre conductores o más de 600 V con respecto a tierra, inmuebles que cuenten con una subestación
eléctrica y lugares de concentración pública con acometida en B.T. Se incluyen las áreas clasificadas
como peligrosas.
Cuando la instalación eléctrica cumple cabalmente lo dispuesto por las Normas Oficiales Mexicanas
(NOM), la Unidad de Verificación entrega al usuario la evaluación de la conformidad con dichas
normas, misma que el usuario debe mostrar a la CFE para poder hacer su contrato de suministro
eléctrico.
*Persona calificada. Es aquella persona física cuyos conocimientos y facultades especiales para
intervenir en el proyecto, cálculo, construcción, operación o mantenimiento de una determinada
instalación eléctrica han sido comprobados en términos de la legislación vigente o por medio de un
procedimiento de evaluación de la conformidad bajo la responsabilidad del usuario o propietario de
las instalaciones.
136
Normatividad y diseño
La NOM-001-SEDE-2012 no tiene carácter retroactivo y sólo es aplicable a proyectos y construcciones
que se inicien en fecha posterior a su entrada en vigor, incluyendo ampliaciones o modificaciones a
instalaciones existentes.
La NOM-001-SEDE-2012 se ha apegado al uso de las unidades al Sistema General de Unidades
de Medida, tal y como se establece en el Título 2 REFERENCIAS de esta NOM, único legal y de uso
obligatorio en los Estados Unidos Mexicanos. En la siguiente tabla se indican las magnitudes, unidades
y símbolos utilizados en la NOM-001-SEDE-2012:
Magnitudes, unidades y símbolos
Magnitud
Unidad
Símbolo
Ángulo
Grado
°
Capacidad eléctrica
Farad
F
Carga eléctrica, cantidad de electricidad
Coulomb
C
Corriente eléctrica
Ampere
A
Corriente eléctrica alterna
_____
c.a.
Corriente eléctrica continua
_____
c.d.
Densidad de corriente
Ampere por metro cuadrado
A/m²
Eficacia luminosa
Lumen por watt
lm/W
Flujo luminoso
Lumen
lm
Frecuencia
Hertz
Hz
Fuerza
Newton
N
Impedancia
Ohm
Ω
Intensidad luminosa
Candela
cd
Longitud
Metro
m
Luminancia
Candela por metro cuadrado
cd/m²
Lux
Lx
Luminosidad, iluminancia
137
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Magnitud
Unidad
Símbolo
Kilogramo
kg
Potencia, flujo energético
Watt
W
Presión, tensión mecánica
Pascal
Pa
Masa
Ohm
Ω
Resistividad
Resistencia eléctrica
Ohmmetro
Ωm
Superficie
Metro cuadrado
m²
Temperatura celsius
Grado celsius
°C
Volt
V
Tensión eléctrica, diferencia de potencial
Tiempo
Segundo
s
Trabajo, energía, calor
Joule
J
Metro cúbico
m³
Litro
l, L
Volumen
VISTA GENERAL DE LA NORMA DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS
NOM-001-SEDE-2012
El índice general de la NOM-001-SEDE-2012 es el siguiente:
• Introducción.
• Título 1. Objetivo y campo de aplicación.
• Título 2. Referencias.
• Título 3. Lineamientos para la aplicación de las especificaciones en las instalaciones eléctricas (
Utilización)
• Título 4. Principios fundamentales
• Título 5. Especificaciones.
• Título 6. Vigilancia.
• Título 7. Bibliografía
• Título 8. Concordancia con normas internacionales y normas mexicanas.
• Apéndices A, B, C, D y E
EL Título 5 es el que contiene básicamente todas las especificaciones técnicas para las instalaciones
eléctricas y se divide en 10 capítulos. Los capítulos 1, 2, 3 y 4 son de aplicación general; los capítulos
5, 6 y 7 se aplican a lugares específicos, a equipos especiales y a otras condiciones particulares. Las
disposiciones establecidas por estos últimos capítulos son suplementarias o modifican lo establecido en
los primeros. Lo indicado en los capítulos 1 a 4 se aplica en forma general, excepto lo que se indique
para condiciones particulares en los capítulos 5, 6 y 7.
El capítulo 8 cubre instalaciones para sistemas de comunicación y es independiente de los demás
capítulos, excepto cuando ahí se haga alguna referencia específica.
El capítulo 9 incluye disposiciones para instalaciones destinadas al servicio público.
El capítulo 10 consiste de tablas de datos de conductores y de sus aislamientos, así como de tubo
(conduit) y de los factores de ocupación por los conductores. Se han incluido los apéndices A, B, C,
D y E. El apéndice D es de carácter normativo, mientras que los apéndices A, B, C y E son de carácter
informativo.
Para efectos de simplicidad, se ha omitido anteponer el número del Título 5 (especificaciones) en la
numeración de capítulos, secciones y subsecciones, es decir, en lugar de 5.3.50.10, se indica 350-10 para
identificar la Sección 10 del Artículo 50 del Capítulo 3.
Cada Capítulo está dividido en artículos. Cada artículo trata un tema específico; por ejemplo:
alimentadores, puesta a tierra, circuitos derivados, circuitos de motores, etcétera.
138
Normatividad y diseño
Cuando un artículo es muy extenso, se subdivide en partes, las cuales desglosan el tema principal en
grupos de información; así se tendrá, por ejemplo, parte A, B, C, etcétera.
A la disposición básica de la NOM se le denomina sección y se identifica con números y letras. Una
sección se desglosa en ocasiones en subsecciones (con letras entre paréntesis), y cada subsección puede
estar desglosada, aún más, en números entre paréntesis; por ejemplo 218-8(a)(1). Es importante que
cuando se haga una referencia a esta NOM, sea proporcionada en forma completa.
Las excepciones proporcionan alternativas a una disposición específica. Se presentan dos tipos de
excepciones: una excepción indica obligatoriedad y la otra indica algo permisible. Cuando una disposición
tiene varias excepciones, primeramente se presentan las de carácter obligatorio y posteriormente las
permisibles.
Una excepción obligatoria generalmente incluye términos como “debe” o “no debe” en su texto. La
excepción de tipo permisible generalmente incluye la expresión “se permite”.
A continuación se proporciona el índice del Titulo 5 de la NOM-001-SEDE-2012
TITULO 5. ESPECIFICACIONES
CAPITULO 1
DISPOSICIONES GENERALES
Artículo 100 Definiciones
Artículo 110 Requisitos de las instalaciones eléctricas
CAPITULO 2
ALAMBRADO Y PROTECCIÓN
Artículo 200 Uso e identificación de los conductores puestos a tierra
Artículo 210 Circuitos derivados
Artículo 215 Alimentadores
Artículo 220 Cálculo de los circuitos derivados, alimentadores y acometidas
Artículo 225 Circuitos derivados y alimentadores exteriores.
Artículo 230 Acometidas
Artículo 240 Protección contra sobrecorriente
Artículo 250 Puesta a tierra y unión
Artículo 280 Apartarrayos de más de 1000 volts
Artículo 285 Supresores de sobretensiones transitorias de 1000 volts o menos (SSTT)
CAPITULO 3
MÉTODOS DE ALAMBRADO Y MATERIALES
Artículo 300 Métodos de alambrado
Artículo 310 Conductores para alambrado en general
Artículo 312 Gabinetes, cajas de desconexión y bases para medidores
Artículo 314 Cajas, cajas de paso y sus accesorios, utilizadas para salida, empalme, unión o jalado
Artículo 320 Cable armado Tipo AC
Artículo 322 Ensambles de cable plano Tipo FC
Artículo 324 Cable de conductor plano Tipo FCC
Artículo 326 Cable con separador integrado de gas Tipo IGS
Artículo 328 Cable de media tensión
Artículo 330 Cable con armadura metálica Tipo MC
Artículo 332 Cable con aislamiento mineral y cubierta metálica Tipo MI
Artículo 334 Cable con forro no metálico Tipos NM, NMC y NMS
Artículo 336 Cables de fuerza y control para charola Tipo TC
Artículo 338 Cables de acometida Tipos SE y USE
Artículo 340 Cables para alimentadores y circuitos derivados subterráneos Tipo UF
139
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Artículo 342 Tubo conduit metálico semipesado Tipo IMC
Artículo 344 Tubo conduit metálico pesado Tipo RMC
Artículo 348 Tubo conduit metálico flexible Tipo FMC
Artículo 350 Tubo conduit metálico flexible hermético a los líquidos Tipo LFMC
Artículo 352 Tubo conduit rígido de policloruro de vinilo Tipo PVC
Artículo 353 Tubo conduit de polietileno de alta densidad Tipo HDPE
Artículo 354 Tubo conduit subterráneo no metálico con conductores Tipo NUCC
Artículo 355 Tubo conduit de resina termofija reforzada Tipo RTRC
Artículo 356 Tubo conduit no metálico flexible hermético a los líquidos Tipo LFNC
Artículo 358 Tubo conduit metálico ligero Tipo EMT
Artículo 360 Tubo conduit metálico flexible ligero Tipo FMT
Artículo 362 Tubo conduit no metálico Tipo ENT
Artículo 364 Tubo conduit de polietileno
Artículo 366 Canales auxiliares
Artículo 368 Electroductos o ductos con barras (Busway)
Artículo 370 Canalizaciones prealambradas
Artículo 372 Canalizaciones en pisos celulares de concreto
Artículo 374 Canalizaciones en pisos metálicos celulares
Artículo 376 Ductos metálicos
Artículo 378 Ductos no metálicos
Artículo 380 Ensamble multicontacto
Artículo 382 Extensiones no metálicas
Artículo 384 Canalizaciones de canal de tipo vigueta
Artículo 386 Canalizaciones metálicas superficiales
Artículo 388 Canalizaciones no metálicas superficiales
Artículo 390 Canalizaciones bajo el piso
Artículo 392 Charolas portacables
Artículo 394 Alambrado oculto sobre aisladores de porcelana y tubo
Artículo 396 Alambrado sostenido por cable mensajero
Artículo 398 Alambrado abierto sobre aisladores
Artículo 399 Conductores aéreos en exteriores de más de 600 volts
CAPITULO 4
EQUIPO DE USO GENERAL
Artículo 400 Cables y cordones flexibles
Artículo 402 Cables para artefactos
Artículo 404 Desconectadores
Artículo 406 Contactos, conectores de cordón y clavijas de conexión
Artículo 408 Tableros de distribución y tableros de alumbrado y control
Artículo 409 Tableros de control industrial
Artículo 410 Luminarias, portalámparas y lámparas
Artículo 411 Sistemas de alumbrado que funcionan a 30 volts o menos
Artículo 422 Aparatos
Artículo 424 Equipo eléctrico fijo para calefacción de ambiente
Artículo 426 Equipo eléctrico fijo para descongelar y derretir nieve
Artículo 427 Equipo eléctrico fijo para calentamiento de tuberías y recipientes
Artículo 430 Motores, circuitos de motores y controladores
Artículo 440 Equipos de aire acondicionado y de refrigeración
Artículo 445 Generadores
Artículo 450 Transformadores y bóvedas para transformadores (incluidos los enlaces del secundario)
Artículo 455 Convertidores de fase
140
Normatividad y diseño
Artículo 460 Capacitores
Artículo 470 Resistencias y reactores
Artículo 480 Baterías de acumuladores
Artículo 490 Equipos de más de 600 volts nominales
CAPITULO 5
AMBIENTES ESPECIALES
Artículo 500 Areas peligrosas (clasificadas), clases I, II y III, divisiones 1 y 2
Artículo 501 Areas clase I
Artículo 502 Areas clase II
Artículo 503 Areas clase III
Artículo 504 Sistemas intrínsecamente seguros
Artículo 505 Areas clase I, zonas 0, 1 y 2
Artículo 506 Lugares en zonas 20, 21 y 22 para polvos combustibles o fibras/partículas suspendidas inflamables
Artículo 510 Areas peligrosas (clasificadas) específicas
Artículo 511 Estacionamientos comerciales, talleres de servicio y de reparación de vehículos automotores
Artículo 513 Hangares para aeronaves
Artículo 514 Gasolineras y estaciones de servicio
Artículo 515 Plantas de almacenamiento de combustibles
Artículo 516 Procesos de aplicación por rociado, inmersión y recubrimiento
Artículo 517 Instalaciones en establecimientos de atención de la salud
Artículo 518 Lugares de reunión
Artículo 520 Teatros, áreas de audiencia en cines y estudios de televisión, áreas de actuación y lugares similares
Artículo 522 Sistemas de control para parques permanentes de diversiones
Artículo 525 Atracciones móviles, circos, ferias y eventos similares
Artículo 530 Estudios de cine, televisión y lugares similares
Artículo 540 Cabinas de proyección de cine
Artículo 545 Edificios prefabricados
Artículo 547 Construcciones agrícolas
Artículo 550 Casas móviles, casas prefabricadas y estacionamientos de casas móviles
Artículo 551 Vehículos de recreo y sus estacionamientos
Artículo 552 Estacionamiento de remolques
Artículo 553 Construcciones flotantes
Artículo 555 Marinas y astilleros para yates y botes
Artículo 590 Instalaciones provisionales
CAPITULO 6
EQUIPOS ESPECIALES
Artículo 600 Anuncios luminosos y alumbrado de contorno
Artículo 604 Sistemas de alambrado prefabricados
Artículo 605 Muebles de oficina (Accesorios de alumbrado y divisiones alambradas)
Artículo 610 Grúas y montacargas
Artículo 620 Elevadores, montacargas, escaleras eléctricas, pasillos móviles, elevadores de plataforma
y elevadores en escaleras para sillas de ruedas
Artículo 625 Equipos para carga de vehículos eléctricos
Artículo 626 Espacios electrificados para estacionamiento de camiones
Artículo 630 Máquinas de soldar eléctricas
Artículo 640 Equipos de procesamiento, amplificación y reproducción de señales de audio
Artículo 645 Equipamiento de tecnología de la información
Artículo 647 Equipos electrónicos sensibles
Artículo 650 Organos tubulares
Artículo 660 Equipos de rayos X
141
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Artículo 665 Equipo de calentamiento por inducción y dieléctrico
Artículo 668 Celdas electrolíticas
Artículo 669 Galvanoplastia
Artículo 670 Maquinaria industrial
Artículo 675 Máquinas de riego operadas o controladas eléctricamente
Artículo 680 Albercas, fuentes e instalaciones similares
Artículo 682 Cuerpos de agua naturales y artificiales
Artículo 685 Sistemas eléctricos integrados
Artículo 690 Sistemas solares fotovoltaicos
Artículo 692 Sistemas de celdas de combustible
Artículo 694 Sistemas eléctricos eólicos pequeños
Artículo 695 Bombas contra incendios
CAPITULO 7
CONDICIONES ESPECIALES
Artículo 700 Sistemas de emergencia
Artículo 701 Sistemas de reserva legalmente requeridos
Artículo 702 Sistemas de reserva opcionales
Artículo 705 Fuentes de generación de energía eléctrica interconectadas
Artículo 720 Circuitos y equipos que funcionan a menos de 50 volts
Artículo 725 Circuitos Clase 1, Clase 2 y Clase 3 de control remoto, de señalización y de potencia limitada
Artículo 727 Cables de instrumentación en charolas Tipo ITC
Artículo 760 Sistemas de alarma contra incendios
Artículo 770 Cables y canalizaciones para fibra óptica
CAPITULO 8
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN
Artículo 800 Circuitos de comunicaciones
Artículo 810 Equipos de radio y televisión
Artículo 820 Sistemas de distribución de antenas comunitarias de radio y televisión
Artículo 830 Sistemas de comunicaciones de banda ancha alimentados por una red
Artículo 840 Sistemas de comunicaciones de banda ancha alimentados con la instalación del edificio
CAPITULO 9
INSTALACIONES DESTINADAS AL SERVICIO PÚBLICO
Artículo 920 Disposiciones generales
Artículo 921 Puesta a tierra
Artículo 922 Líneas aéreas
Artículo 923 Líneas subterráneas
Artículo 924 Subestaciones
CAPITULO 10
TABLAS
DISEÑO DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS
A continuación presentamos la forma de realizar instalaciones eléctricas residenciales, apegados en
términos generales en la Norma Oficial Mexicana de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE-2012.
Este tema lo presentaremos a través de un ejemplo práctico e iremos paso a paso seleccionando cada uno
de los componentes de la instalación eléctrica, hasta completarla. El ejemplo lo ejecutaremos en una casa
habitación y es una metodología general, por lo que es aplicable a otro tipo de instalaciones, siempre y
cuando se observe para cada una de ellas lo que indica la NOM-001-SEDE-2012.
142
Normatividad y diseño
Planos de obra civil
Existen diferentes tipos de planos en la construcción de edificaciones, como son: planos de cimentación,
planos estructurales, planos de distribución, planos de ocupación, plano arquitectónico, planos
hidráulicos, etc. Para empezar a ejecutar una instalación eléctrica basta el plano de distribución como el
que se muestra en la figura 4.1.
Como podemos observar, el plano de distribución nos permite identificar las áreas que el arquitecto
y el dueño de la casa han definido para los diferentes usos. A partir de este momento empieza nuestra
labor en el diseño de la instalación eléctrica.
Determinación de las cargas
El primer paso para el diseño de una instalación es la determinación de las cargas eléctricas que se
requiere alimentar. Para llevar a cabo esto es necesario conocer los requerimientos del cliente y los
requisitos mínimos que indica la NOM-001-SEDE-2012, en la sección 220.
Considerando el plano de distribución de la figura 4.1 de este manual, tomaremos cada una de las
áreas de ocupación y definiremos las cargas que se requieren, tanto en alumbrado como en contactos
(receptáculos).
En el plano de distribución, el cual se conoce como de Planta, empezaremos a ubicar contactos y
alumbrado. Para ubicar la posición horizontal y vertical de los componentes eléctricos, es recomendable
conocer físicamente la construcción y/o los planos de corte y elevación del inmueble. Como no se cuenta
con esta información en todos los casos, ya que depende mucho de la etapa en la cual nos contratemos
para realizar el trabajo, ya sea que exista la obra negra o los cimientos o sólo el plano, usaremos para
nuestro caso la distribución de áreas y haremos un pequeño diagrama isométrico en el que se indiquen
las dimensiones horizontales y verticales. Esto nos permitirá cuantificar los accesorios, tuberías y cables
requeridos en la instalación.
Para familiarizarse con la simbología eléctrica se recomienda consultar el capítulo correspondiente de
esta publicación.
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
El artículo 210-52, inciso a), de la NOM-001-SEDE-2012, indica que con objeto de reducir el uso de
cordones a través de puertas, chimeneas y aberturas similares, en cada cocina, sala de estar, comedor,
recibidor, vestíbulo, biblioteca, terraza, recámara, cuarto de recreo o cualquier habitación similar,
se deben instalar salidas para receptáculos de modo que cubran las necesidades particulares de cada
local, independientemente de satisfacer lo que para el efecto señalen otras disposiciones normativas o
reglamentarias expedidas por las autoridades rectoras en materia de construcciones.
El artículo 210-70, de la NOM-001-SEDE-2012, indica que en cada cuarto habitable, baño, vestíbulo,
escalera, cochera independiente y entrada o salida exteriores, se deben instalar salidas para alumbrado en
cantidad suficiente para cubrir las necesidades particulares de cada local. Las salidas para alumbrado deben
estar controladas por medio de interruptores de pared (apagadores) instalados dentro del mismo lugar que
controlan. Sin embargo, se indica la siguiente excepción: en los cuartos habitables distintos de las cocinas
y cuartos de baño, en los cuales es frecuente instalar uno o más interruptores de pared para controlar las
salidas de alumbrado, se pueden sustituir éstas con cualquier otro dispositivo que permita un control
automático de las condiciones de iluminación de la habitación. En vestíbulos, escaleras, y accesos al
exterior, se permite el control remoto, central o automático del alumbrado.
143
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Patio frontal, área AO1
Para alumbrar este patio, por requerimiento del usuario, ubicaremos cuatro arbotantes compactas
fluorescentes intemperie y una salida de centro fluorescente compacta. En la figura 4,2, ilustramos su
ubicación. Estas cuatro arbotantes y la lámpara fluorescente compacta van a ser controlados por dos
apagadores sencillos ubicados en la entrada del recibidor. La potencia de cada arbotante intemperie y la
salida fluorescente compacta (“lámpara ahorradora”) de 23W, a una tensión monofásica de 127V.
Cochera, área AO2
Como segunda área a electrificar de la casa se encuentra la cochera. Aquí, por requerimientos del
usuario, colocaremos tres salidas fluorescentes compactas de 23W cada una, a una tensión monofásica
de 127V. Estas tres lámparas compactas fluorescentes serán controladas por medio de un apagador
sencillo, ubicado en el acceso de la casa. También se ha considerado la colocación de dos contactos con
interruptor de falla a tierra. En la figura 4,3 ilustraremos su ubicación.
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
El artículo 210-52, inciso g), subinciso 1), de la NOM-001-SEDE-2012, indica que en las viviendas
unifamiliares, en todos los sótanos, garages adjuntos, garages independientes y edificios accesorios que
tengan instalación eléctrica, se debe instalar por lo menos una salida de contacto adicional a aquellos
para equipo específico. El artículo 210-8, inciso a), indica que, para unidades de vivienda, los contactos
ubicados en los siguientes espacios deben contar con interruptor de protección de falla a tierra: cuartos
de baño, cocheras y también edificios auxiliares con un nivel situados sobre o debajo del nivel del piso,
que no estén previstos como cuartos habitables y estén limitados a áreas de almacenamiento, áreas de
trabajo y áreas de uso similar, en exteriores, espacios de poca altura, sótanos sin acabado, cubiertas de la
cocina, lugares a menos de 1.80 metros del borde exterior de algún fregadero, y en cobertizos para botes.
La finalidad de estos interruptores es la de proteger a las personas contra fallas a tierra, para evitar que
pase corriente peligrosa a través del cuerpo humano. (véase sección 2.5 Sobrecorrientes, inciso c)- Fallas a
tierra).
Pasillo 1 y cuarto de lavado, área AO3
En esta parte de la casa, por ser áreas pequeñas y adyacentes, se han colocado dos lámparas fluorescentes
compactas de 23W, a una tensión monofásica de 127V al centro de cada área. Cada lámpara fluorescente
compacta está controlada por medio de un apagador sencillo. Al cuarto de lavado le hemos colocado un
contacto con interruptor de protección de falla a tierra. En la figura 4.4, ilustramos su ubicación.
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
El artículo 210-52, inciso f ), de la NOM-001-SEDE-2012, indica que en las unidades de vivienda se
debe instalar por lo menos un receptáculo o contacto por lavadora.
Baño común, área AO4
En esta área hemos colocado una salida fluorescente compacta de 23W, a una tensión monofásica de 127V
la cual está controlada por medio de un apagador sencillo. En el área del tocador hemos colocado dos
contactos, los cuales cuentan con interruptor con protección de falla a tierra. En la figura 4.5, ilustramos
las ubicaciones de las cargas.
144
Normatividad y diseño
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
El artículo 210-8, inciso a), subinciso 1), indica que los receptáculos o contactos de los cuartos de baño
deben ofrecer protección a las personas mediante interruptor con protección de falla a tierra.
Guardarropas 1 y 2, áreas AO5 Y AO6
En estas áreas generalmente se almacenan ropa y maletas, por lo que sólo instalaremos una salida
fluorescente compacta de 23W, a una tensión monofásica de 127V, en cada una de ellas, controlándolas
por medio de un apagador sencillo. En la figura 4.6, podemos ver la ubicación de estas cargas.
Recámaras 1 y 2, áreas AO7 Y AO8
En cada una de estas áreas hemos colocado dos salidas fluorescentes compactas distribuidas simétricamente,
de 23W cada una, a una tensión monofásica de 127V. Ambas salidas fluorescentes están controladas por
medio de un solo apagador sencillo. Por requerimientos del usuario se ha colocado un contacto dúplex
en tres de las paredes de cada área, para facilidad de conexión de pequeños aparatos domésticos. En la
figura 4.7, ilustramos la ubicación de estas cargas.
Guardarropa 3, área AO9
En esta área generalmente se almacenan ropa y maletas, por lo que sólo instalaremos una salida
fluorescente compacta de 23W, a una tensión monofásica de 127V, controlándola por medio de un
apagador sencillo. En la figura 4.8, podemos ver la ubicación se esta carga.
Pasillo 2, área AO10
Con el objeto de no dejar en penumbra esta zona, hemos colocado dos salidas fluorescentes compactas
de 23W cada una, a una tensión monofásica de 127V. Estas lámparas están controladas por medio de
dos apagadores de tres vías o de escalera. Hemos colocado un contacto dúplex en esta área para conectar
equipo de limpieza, como una aspiradora o lava-alfombras. En la figura 4.9, ilustramos la ubicación de
estas cargas.
Recámara principal, área AO11
En esta área hemos colocado dos salidas fluorescentes compactas distribuidas simetricamente, de 23W
cada una, a una tensión monofásica de 127V. Ambas salidas fluorescentes están controladas por medio de
un solo apagador sencillo. Por requerimientos del usuario se ha colocado un contacto dúplex en tres de
las paredes de esta área, para facilidad de conexión de pequeños aparatos domésticos. En la figura 4.10,
ilustramos la ubicación de estas cargas.
Guardarropa principal, área AO12
En esta área generalmente se almacenan ropa y maletas, por lo que sólo instalaremos una salida
fluorescente compacta de 23W, a una tensión monofásica de 127V, controlándola por medio de un
apagador sencillo. En la figura 4.11, podemos ver la ubicación de esta carga.
Baño principal, área AO13
En esta área hemos colocado dos salidas fluorescentes compactas de 23W cada una, a una tensión
monofásica de 127V. Cada una está controlada independientemente por medio de un apagador sencillo.
En el área del tocador hemos colocado dos contactos, los cuales entran con interruptor con protección
de falla a tierra. En la figura 4.12, ilustramos las ubicaciones de las cargas.
145
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Sala de descanso, área AO14
En esta sala hemos colocado, por el lado de la entrada principal, una salida fluorescente compacta
de 23 W, a una tensión monofásica de 127 V, controlada por un apagador sencillo. Adicionalmente,
hemos colocado cuatro salidas fluorescentes compactas distribuidas uniformemente en el áera mayor,
cada una de 23 W, a una tensión de 127 V. Como estas lámparas se van a controlar desde tres puntos,
se requieren tres apagadores de escalera, dos de tres vías y uno de cuatro vías. Por requerimientos del
usuario se ha colocado un contacto dúplex en tres de las paredes de esta área, para facilidad de conexión
de pequeños aparatos domésticos. En la figura 4.13, ilustramos la ubicación de estas cargas.
Comedor, área AO15
En esta área hemos colocado cuatro salidas fluorescentes compactas distribuidas uniformemente cada
una de 23 W, a una tensión de 127 V. Como estas lámparas se van a controlar desde dos puntos, se
requiere de dos apagadores de escalera de tres vías. Por requerimientos del usuario se ha colocado un
contacto dúplex en tres de las paredes de cada área, para facilidad de conexión de pequeños aparatos
domésticos. En la figura 4.14, ilustramos la ubicación de estas cargas.
Cocina, área AO16
En esta área hemos colocado cuatro salidas fluorescentes compactas distribuidas uniformemente, cada
una de ellas de 23 W, a una tensión de 127 V, controlada por un apagador sencillo. Adicionalmente,
en la alacena hemos colocado una salida fluorescente compacta de 23 W, a una tensión de 127 V,
controlada por un apagador sencillo. Por requerimientos del usuario se han colocado cuatro contactos
con interruptor de falla a tierra, en tres de las paredes de esta área, para facilidad de conexión de
pequeños aparatos electrodomésticos. En la figura 4.15, ilustramos la ubicación de estas cargas.
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
El artículo 210-8, inciso a), subinciso 6) indica que cuando los receptáculos o contactos estén instalados
en la superficie del mueble de cocina, deben ofrecer protección a personas mediante interruptor con
protección de falla a tierra.
El artículo 210-8, inciso a), subinciso 7) indica que cuando los receptáculos o contactos estén
instalados para servir aparatos eléctricos ubicados en las barras y situados a menos de 1,80 m del borde
exterior del fregadero o superficie metálica que esté en contacto con el mismo deben ofrecer protección
a las personas mediante interruptor con protección de falla a tierra.
Patio de servicio, área AO17
Para alumbrar este patio, por requerimiento del usuario, ubicamos un arbotante fluorescente compacta
intemperie de 23 W, a una tensión monofásica de 127 V. En esta área está colocada la cisterna y se
tiene una bomba para llenar el tinaco que se encuentra sobre el techo del comedor. La bomba es
monofásica de ½ caballo, para 127 Volts. En la figura 4.16, se muestra la ubicación de estas cargas.
Cálculo de corriente por carga o salida
Para determinar la corriente que consume cada salida o carga, se necesita conocer su potencia aparente
en VA (volt-amperes). Con la potencia aparente podemos calcular la corriente empleando las fórmulas
2.12 ó 2.13 de la sección Potencia real y potencia aparente en circuitos de corriente alterna, de la página 57.
146
Normatividad y diseño
Algunos equipos indican en su información técnica, o en placa de datos, la corriente que consumen,
lo que nos puede ahorrar el cálculo (en tabla 1 se presenta una lista con la corriente aproximada
que consumen los aparatos eléctricos empleados en el hogar). Y en el caso de los motores, la
NOM-001-SEDE-2012 proporciona las tablas 430-248, 430-249 y 430-250, para determinar la
corriente. Al final de esta sección se encuentra una copia de estas tablas. De acuerdo con esto, a
continuación vamos a determinar la corriente que consume cada salida o carga:
Motores
La corriente que consume la bomba monofásica de ½ HP a 127 Volts, que se encuentra en el patio área
AO17, de acuerdo con la tabla 430-248 de la NOM-001-SEDE-2012, es de 8,9 A.
Salidas fluorescentes compactas
En las salidas fluorescentes compactas como con las salidas de centro fluorescentes compactas y los
arbotantes flurescentes compactos, empleamos la fórmula 2.11 de la página 57, para calcular la potencia
aparente. Como el factor de potencia para estas lámparas es igual a 1, la potencia aparente es igual a la
potencia real en watts, por lo tanto la potencia aparente para cada salida fluorescente compacta es igual
a 23 VA. Con este valor y con la fórmula 2.12 de la página 57, calculamos la corriente.
23 (VA)
I = ––––––– = 0,18 A ≈0,2 A
127 (V)
Tabla 1
Corriente consumida por aparatos eléctricos empleados en el hogar a 127 volts
(excepto donde se indica otro voltaje)
Aparato
Aire acondicionado central
Amperes
Aparato
Amperes
21 (240 volts)
Secadora de pelo
5 a 10
Aire acondicionado de ventana
6 a 13
Calentador portátil
7 a 12
Licuadora
2a4
Horno de microondas
6 a 13
Parrilla
12,5
Horno o estufa de cocina
16 a 32 (240 volts)
Abrelatas
1,2
Refrigerador
7 a 15
Sierra circular
10 a 12
Acanalador Router
8
Cafetera
4a8
Lijadora portátil
2a5
16,5 a 34 (240 volts)
Lijadora de mesa
7 a 10
9
Máquina de coser
1
Secador de ropa
Plancha
Computadora
4a7
Lavaplatos
8,5 a 12,5
Estéreo
2,5 a 4
Televisión blanco y negro
2
Televisión a color
2,5
Taladro portátil
2a8
Ventilador de techo
3,5
Tostador
Ventilador portátil
2
Empacador de basura
4a8
Aspiradora
6 a 11
7,5
Congelador
Sartén eléctrico
2a4
9
9
Wafflera
Horno, gas a presión
6,5 a 13
Lavadora
Triturador de basura
3,5 a 7,5
Calentador de agua
10,5 a 21 (240 volts)
10
Regulador de voltaje
5 a 10
Molino de carne
13
Para identificar los tipos de circuitos que se tomarán en cuenta para el diseño de la instalación eléctrica de
una unidad de vivienda, presentamos a continuación el artículo 210-11. Circuitos derivados requeridos,
inciso c) Unidades de vivienda, de la NOM-001-SEDE-2012.
147
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
210-11. Circuitos derivados requeridos. c) Unidades de vivienda.
1) Circuitos derivados para aparatos pequeños. Además del número de circuitos derivados exigidos en
otras partes de esta sección, se deben instalar dos o más circuitos derivados de 20 amperes para aparatos
pequeños, para los contactos especificados en 210-52 (b).
2) Circuitos derivados para lavadora. Además del número de circuitos derivados exigidos en otras partes
de esta sección, se debe instalar al menos un circuito derivado de 20 amperes para alimentar los contactos de
la lavadora que se exigen en 210-52 (f ). Este circuito no debe tener otras salidas.
3) Circuitos derivados para cuartos de baño. Además del número de circuitos derivados exigidos en
otras partes de esta sección, se debe instalar al menos un circuito derivado de 20 amperes para alimentar
los contactos del cuarto de baño. Estos circuitos no deben tener otras salidas.
Excepción 1: Esta subsección (c), no es aplicable a unidades de vivienda popular de hasta 60 m2.
A continuación se menciona lo que indican los artículos 210-52, inciso b) y 210-52, inciso f ), mencionados
en el párrafo anterior:
El artículo 210-52, inciso b), establece que en cada cuarto de cocina, despensa, desayunador, sala de
estar, sala, salón, biblioteca, cuarto de estudio, solario, comedor, recibidor, vestíbulo, biblioteca, terraza,
recámara, cuarto de recreo o cualquier habitación similar se deben instalar dos o más circuitos derivados
de 20 amperes para aparatos pequeños, esto incluye a las salidas de contactos para equipos de refrigeración.
El artículo 210-52, inciso f), establece que en las unidades de vivienda se debe instalar como mínimo una
salida de contacto para la lavadora.
Contactos o receptáculos de uso general
Los contactos para uso general se consideran como de 180 VA cada uno. Si son contactos múltiples en una
misma placa, también se considera el conjunto como de 180 VA. Esto cubre a todos los contactos de las
áreas que no sean habitaciones, como patios, cocheras, jardines, baños, etc. En este caso, como la vivienda es
mayor a 60m2 , los contactos de los baños deberán de estar instalados en un circuito derivado independiente
de 20A, tal y como lo indica el artículo 210-11, inciso c), subinciso 3), mencionado en parrafos anteriores.
La corriente requerida por cada contacto empleando la fórmula 2.12 de la página 57, es de:
180 (VA)
I = ––––––– = 1,5 A
127 (V)
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
La sección 220-14, Otras cargas para todo tipo de construcciones, inciso i) Salidas para contactos,
indica que para las salidas de contactos se deben considerar cuando menos de 180 voltamperes para cada
contacto sencillo o múltiple instalado en el mismo yugo. Un contacto múltiple compuesto de cuatro o
más contactos, se debe calcular con no menos de 90 voltamperes por cada contacto. Esta disposición no se
debe aplicar a salidas para contactos especificadas en el artículo 210-11 iniciso c), subinciso 1), subinciso
2) y subinciso 3), ubicados en la cocina, desayunador, comedor, sala o áreas similares en las unidades de
vivienda (incluyendo el cuarto de lavado de ropa y el equipo de refrigeración en cocinas), a los cuales
probablemente se conecten aparatos eléctricos mayores a 3 A. Tampoco aplica para los receptáculos de
uno o más circuitos derivados independientes de 20 A, empleados para conectar las salidas de lavadoras,
requeridos por la sección 210-11, inciso c), subinciso 2) de la NOM- 001-SEDE-2012.
148
Normatividad y diseño
Contactos o receptáculos para pequeños aparatos eléctricos
El diseño de los circuitos de pequeños aparatos eléctricos, debe cumlir con lo establecido en los
artículos 210-11 inciso c), subinciso 1) y 210-52, inciso b), de la NOM-001-SEDE-2012, los cuales
se mencionaron en párrafos anteriores. En estos circuitos se considerarán los contactos en donde se
van a conectar pequeños aparatos eléctricos que demanden más de 3 A, por lo que, para cada uno de
estos receptáculos vamos a considerar una carga de 4 A.
Contacto para lavadora
El diseño del circuito de lavadora debe cumplir lo establecido en los artículos 210-11, inciso
c), subinciso 2) y 210-52, inciso f ), de la NOM-001-SEDE-2012, los cuales se mencionaron
anteriormente. Para este circuito, de acuerdo a la tabla 1, vamos a considerar una corriente de 13 A.
Contacto para horno de microondas
Debido a la alta corriente que consume, es recomendable emplear un circuito derivado independiente
para el horno de microondas. Para este circuito, de acuerdo con la tabla 1, vamos a considerar una
corriente de 13 A.
Contactos para cuartos de baños
La sección 210-11, inciso c), subinciso 3), de la NOM-001-SEDE-2012, requiere se instale al menos
un circuito derivado de 20 A para alimentar los contactos del cuarto de baño. Debido a que el área de la
vivienda de este ejemplo es mayor a 60 m2, y de acuerdo al artículo mencionado anteriormente, vamos
a tomar en cuenta los contactos de los cuartos de baño en un circuito derivado de 20 A y una carga de
4 A para cada contacto ubicado en estas áreas.
Tabla 430-248
Corriente a plena carga de motores monofásicos de corriente alterna
Los siguientes valores de corriente a plena carga corresponden a motores que funcionan a la velocidad
usual y motores con características normales de par. Las tensiones listadas son las nominales de los
motores. Las corrientes listadas deben utilizarse para sistemas de tensiones nominales. de 110 a 120 volts
y de 220 a 240 volts.
kW
CP
115 V
127 V
208 V
230 V
0,12
1/6
4,4
4,0
2,4
2,2
0,19
¼
5,8
5,3
3,2
2,9
0,25
⅓
7,2
6,5
4
3,6
0,37
½
9,8
8,9
5,4
4,9
0,56
¾
13,8
11,5
7,6
6,9
0,75
1
16
14,0
8,8
8
1,12
1-½
20
18,0
11
10
1,50
2
24
22,0
13,2
12
2,25
3
34
31,0
18,7
17
3,75
5
56
51,0
30,8
28
5,60
7-½
80
72,0
44
40
7,50
10
100
91,0
55
50
149
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tabla 430-249
Corriente a plena carga para motores de dos fases de corriente alterna (4 hilos)
Los siguientes valores de corriente a plena carga corresponden a motores que funcionan a las velocidades
usuales de motores con correas bandas y a motores con características normales de par. La corriente en
el conductor común de un sistema de dos fases de 3 hilos será de 1.41 veces el valor dado. Las tensiones
relacionadas son las nominales de los motores. Las corrientes enumeradas se permitirán para sistemas
con intervalos de tensión de 110 a 120 volts, 220 a 240 volts, 440 a 480 volts y 550 a 600 volts.
Tipo de inducción de jaula de ardilla y de rotor devanado
kW
hp
115 Volts
230 Volts
460 Volts
575 Volts
2 300 Volts
Amperes
2
2,4
3,2
1
1,2
1,6
0,8
1,0
1,3
_____
_____
_____
1½
2
3
9
11,8
_____
4,5
5,9
8,3
2,3
3
4,2
1,8
2,4
3,3
_____
_____
_____
5
7½
10
_____
_____
_____
13,2
19
24
6,6
9
12
5,3
8
10
_____
_____
_____
11,2
14,9
18,7
15
20
25
_____
_____
_____
36
47
59
18
23
29
14
19
24
_____
_____
_____
22,4
29,8
37,3
30
40
50
_____
_____
_____
69
90
113
35
45
56
28
36
45
_____
_____
_____
44,8
56
75
60
75
100
_____
_____
_____
133
166
218
67
83
109
53
66
87
14
18
23
93
120
149
125
150
200
_____
_____
_____
270
312
416
135
156
208
108
125
167
28
32
43
1,12
1,5
2,25
3,75
5,6
7,5
150
½
¾
4
4,8
6,4
0,37
0,56
0,75
1
Normatividad y diseño
Tabla 430-250
Corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna
“Los siguientes valores de corrientes de plena carga son típicos para motores que funcionan a las
velocidades usuales de motores con bandas y motores con características normales de par.
Las tensiones enumeradas son las nominales de los motores. Las corrientes enumeradas se permitirán para
sistemas con intervalos de tensión de 110 a 120 volts, 220 a 240 volts, 440 a 480 volts y 550 a 600 volts”.
Tipo síncrono de factor
de potencia unitario*
(amperes)
Tipo de inducción jaula de ardilla y rotor devanado
(amperes)
kW
hp
115
Volts
200
Volts
208
Volts
230
Volts
460
Volts
575
Volts
2300
Volts
230
Volts
460
Volts
575
Volts
2300
Volts
0,37
0,56
0,75
½
1
4,4
6,4
8,4
2,5
3,7
4,8
2,4
3,5
4,6
2,2
3,2
4,2
1,1
1,6
2,1
0,9
1,3
1,7
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
1,12
1,5
2,25
1½
2
3
12
13,6
___
6,9
7,8
11
6,6
7,5
10,6
6
6,8
9,6
3
3,4
4,8
2,4
2,7
3,9
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
3,75
5,6
7,5
5
7½
10
___
___
___
17,5
25,3
32,2
16,7
24,2
30,8
15,2
22
28
7,6
11
14
6,1
9
11
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
11,2
14,9
18,7
15
20
25
___
___
___
48,3
62,1
78,2
46,2
59,4
74,8
42
54
68
21
27
34
17
22
27
___
___
___
___
___
53
___
___
26
___
___
21
___
___
___
22,4
29,8
37,3
30
40
50
___
___
___
92
120
150
88
114
143
80
104
130
40
52
65
32
41
52
___
___
___
63
83
104
32
41
52
26
33
42
___
___
___
44,8
56
75
60
75
100
___
___
___
177
221
285
169
211
273
154
192
248
77
96
124
62
77
99
16
20
26
123
155
202
61
78
101
49
62
81
12
15
20
93
112
150
125
150
200
___
___
___
359
414
552
343
396
528
312
360
480
156
180
240
125
144
192
31
37
49
253
302
400
126
151
201
101
121
161
25
30
40
187
224
261
250
300
350
___
___
___
___
___
___
___
___
___
302
361
414
242
289
336
60
72
83
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
298
336
373
400
450
500
___
___
___
___
___
___
___
___
___
477
515
590
382
412
472
95
103
118
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
Para factores de potencia de 90 por ciento y 80 por ciento, las cifras anteriores se deben multiplicar
respectivamente por 1.10 y 1.25
151
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Determinación de las cargas totales
Con base en las secciones 210-11y 220 parte B, de la NOM-001-SEDE-2012, los circuitos derivados se
pueden dividir en los siguientes tipos, de acuerdo con el tipo de carga que alimentan:
• Circuitos de alumbrado general.
• Circuitos para otras cargas como: aparatos específicos, motores, elementos de alumbrado empotrados,
elementos de alumbrado para trabajo pesado, rieles de alumbrado, alumbrado para anuncios y de
realce y otras salidas.
• Circuitos de 20 A para pequeños aparatos eléctricos en unidades de vivienda.
• Circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda.
• Circuitos de 20 A para de cuartos de baño en unidades de vivienda.
Para conocer las cargas totales por tipo de circuito derivado, vamos a elaborar unas tablas, especificando
por área de ocupación las cargas o salidas y la corriente que consumen.
Circuitos de alumbrado general
Debido a los especificado en la sección 220-14(j), de la NOM-001-SEDE-2012, los contactos que
serán parte del alumbrado general, para este ejemplo serán, los contacto que se encuentran en la
cochera y uno de los contactos que se encuentran en el área del pasillo uno y cuarto de lavado. El otro
contacto que se encuentra en el aréa de pasillo uno y lavado sera destinado para conectar la lavadora.
Una excepción a la regla anterior son los receptáculos de los circuitos de 20 A para pequeños aparatos
eléctricos, en unidades de vivienda; y los receptáculos de los circuitos de 20 A para lavadoras, en
unidades de vivienda.
152
Normatividad y diseño
Tabla 2
Número de salidas y cargas totales
Área de
ocupación
M
Patio frontal
AO1
1
Cochera
AO2
3
2
Pasillo 1 y cuarto
de lavado
AO3
2
2
Baño común
AO4
1
1
Guardarropa 1
AO5
1
Guardarropa 2
AO6
1
Recámara
AO7
2
3
Recámara 2
AO8
2
3
Guardarropa 3
AO9
1
Pasillo 2
AO10
2
1
Recámara principal
AO11
2
3
Guardarropa principal
AO12
1
Baño principal
A013
2
Sala de descanso
AO14
5
1
Comedor
AO15
4
3
Cocina
AO16
5
Patio de servicio
AO17
TOTAL
4
1
2
4
1
35
5
1
14
10
2
1
153
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Circuitos para alumbrado general
Tabla 3
Número de salidas y cargas considerdas como alumbrado general
TOTAL
Área de
ocupación
0,2 [A]
Patio frontal
AO1
Cochera
AO2
Pasillo y cuarto de lavado
AO3
Baño común
AO4
Guardarropa 1
AO5
Guardarropa 2
AO6
Recámara
AO7
Recámara 2
AO8
Guardarropa 3
AO9
Pasillo 2
AO10
Recámara principal
AO11
Guardarropa principal
AO12
Baño principal
AO13
Sala de descanso
AO14
Comedor
AO15
Cocina
AO16
Patio de servicio
AO16
0,2 [A]
1,5 [A]
1,5 [A]
[A]
[A]
3
2
3,6
2
1
1,9
1
0,2
1
0,2
1
0,2
2
0,4
2
0,4
1
0,2
2
1,9
1
2
0,4
1
0,2
2
0,4
5
1
4
0,8
5
1
1
7
1
0,2
1,5
4,5
14
SUBTOTAL
TOTAL AJUSTE POR CARGA CONTINUA
(14)(1,25)=17,5
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de elementos de cada área por la
corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Cochera = 3 x 0,2 A + 2 x 1,5 A = 3,6 A
De acuerdo con la Norma Oficial de Instalaciones Eléctricas, debemos cumplir con una carga mínima
para alumbrado, la cual está en función de las dimensiones exteriores de la vivienda.
Para nuestro ejemplo debemos recordar que estamos hablando de una casa habitación de una planta,
la cual tiene un ancho de 16,30 m, y un largo de 12,55 m. Para efectos de los cálculos de las cargas de
alumbrado el área total de la vivienda es de: 16,30 m x 12,55 m = 204 m2.
Aplicando los valores indicados en la tabla 220-12, de la NOM-001-SEDE-2012, para el cálculo de
la carga de alumbrado mínima, resulta 204 m2 x 33 m2 = 6732 VA.
La corriente total calculada, conforme al número de lámparas y contactos que instalamos en la vivienda,
es de 17,5 A. Pasando esta corriente a unidades de potencia aparente tenemos: 17,5 A x 127 V = 2222,5
VA.
154
Normatividad y diseño
La carga unitaria del ejemplo resulta de un valor menor al indicado en la tabla 220-12 debido a que se
estan considerando lamparas fluorescentes compactas.
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
En la sección 220-12, de la NOM-001-SEDE-2012, se establece que la carga mínima de alumbrado por
cada metro cuadrado de superficie del piso no debe ser inferior a la especificada en la tabla que aparece a
continuación para los edificios indicados en la misma. La superficie del piso de cada planta se debe calcular
a partir de las dimensiones exteriores del edificio, unidad de vivienda u otras zonas afectadas. Para las
unidades de vivienda, la superficie calculada del piso no debe incluir los patios abiertos, las cocheras ni los
espacios utilizados o sin terminar, que no sean adaptables para su uso futuro.
Tabla 220-12.- Cargas de alumbrado general por tipo del inmueble
Tipo del inmueble
Carga unitaria (VA/m2)
Bancos
39b
Casas de huéspedes
17
Clubes
22
Cuarteles y auditorios
11
Depósitos (almacenamiento)
3
39b
22
Escuelas
33
Estacionamientos comerciales
6
Hospitales
22
Hoteles y moteles, incluidos apartamentos sin cocineta
22
Iglesias
11
Juzgados
22
Lugares de almacenamiento
3
Peluquerías y salones de belleza
33
Restaurantes
22
Tiendas
33
Unidades de vivienda a
33
En cualquiera de las construcciones anteriores, excepto en viviendas unifamiliares
y unidades individuales de vivienda bifamiliares y multifamiliares:
•
Vestíbulo, armarios, closets, escaleras.
6
•
Lugares de reunión y auditorios
11
•
Bodegas
3
a Ver 220-14(j)
bVer 220-14(k)
155
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Circuitos para otras cargas como: aparatos específicos, motores, elementos de alumbrado empotrados,
elementos de alumbrado para trabajo pesado, rieles de alumbrado, alumbrado para anuncios y de
realce y otras salidas.
Dentro de este tipo de circuitos tenemos al motor de la bomba de agua y al horno de microondas de la cocina.
Tabla 4
Número de salidas y cargas para circuitos de otras cargas
M
TOTAL
8,9 [A]
[A]
Área de ocupación
13 [A]
Cocina
AO16
13
1
Patio de servicio
AO17
1
SUBTOTAL
13
8,9
8,9
TOTAL
21,9
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de elementos de cada área por
la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Cocina =1 x 13 A = 13 A
Circuitos de 20 A para pequeños aparatos eléctricos en unidades de vivienda
En nuestro ejemplo la casa habitación cuenta con una sala de descanso, un comedor, una cocina
y tres recamaras donde se pueden conectar pequeños aparatos eléctricos de más de 3 A
Tabla 5
Número de salidas y cargas para circuitos de 20 A
para pequeños aparatos eléctricos en unidades de vivienda
TOTAL
Área de ocupación
4 [A]
4 [A]
15 [A]
[A]
Recámara 1
AO7
3
12
Recámara 2
AO8
3
12
Recámara principal
AO11
3
12
Sala de descanso
AO14
1
Comedor
AO15
3
2
2
SUBTOTAL
12
12
Cocina
AO16
52
8
TOTAL
156
4 [A]
1
8
23
15
83
Normatividad y diseño
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de elementos de cada área por
la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Sala de descanso = 1 x 4 A + 2 x 4 A = 12 A
Circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda
En nuestro ejemplo requerimos un circuito derivado independiente de 20 A para conectar las salidas
para receptáculos de lavadoras.
Tabla 6
Número de salidas en circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda
TOTAL
Área de ocupación
13 [A]
[A]
Pasillo y cuarto de lavado
AO3
1
13
SUBTOTAL
13
TOTAL
13
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de contactos por la corriente
considerada: 1 x 13 A = 13 A
Circuitos derivados de 20 A para cuartos de baño en unidades de vivienda.
En nuestro ejemplo requerimosun circuito derivado independiente de 20 A para conectar las salida para
receptáculos de los cuartos de baño.
Tabla 7
Número de salidas en circuitos de 20 A para cuartos de baño en unidades de vivienda
TOTAL
Área de ocupación
4 [A]
[A]
Baño común
AO4
1
4
Baño principal
AO13
1
4
SUBTOTAL
8
TOTAL
8
Nota. En las unidades de vivienda de hasta 60 m2, no es necesario separar los contactos para cuartos
de baño en un circuitos derivado exclusivo y podrán quedar en circuitos de alumbrado general.
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de contactos de cada área por
la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Baño común = 1 x 4 A = 4 A
157
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Diseño de los circuitos derivados de la
instalación y sus protecciones
La sección 210-3 de la NOM-001-SEDE-2012, indica que la clasificación o capacidad nominal de
los circuitos derivados está dada por su capacidad de conducción de corriente máxima, o por el valor
nominal o de ajuste del dispositivo de sobrecorriente que protege a dicho circuito. La capacidad nominal
de los circuitos derivados que no sean individuales (que alimentan más de una carga o salida) debe
ser de 15 hasta 50 A.
La sección 210-19, inciso a), subinciso 1), de la NOM-001-SEDE-2012 inidca que la capacidad nominal
del circuito derivado, en amperes, no debe ser inferior a la carga no continua (una carga no continua es
la que opera ocasionalmente), más el 125% de la carga continua (una carga continua es aquella en la que
se espera que la corriente eléctrica máxima continúe circulando durante tres horas o más).
Con objeto de aclarar lo anterior, a continuación lo expresamos en la siguiente fórmula:
CD ≥ NC + 1,25 c.d.
(4.1)
Donde:
CD = Capacidad nominal del circuito derivado, en amperes.
NC = Suma de las corrientes de las cargas no continuas que alimentan el circuito derivado, en amperes.
c.d. = Suma de las corrientes de las cargas continuas que alimentan el circuito derivado, en amperes.
En una unidad de vivienda se consideran como cargas continuas:
•
•
•
El alumbrado general.
Los motores de trabajo constante, como la bomba de agua.
Cualquier otra carga que vaya a operar con su corriente máxima por periodos mayores o iguales
a tres horas.
En nuestro ejemplo, las únicas cargas continuas que tenemos son el alumbrado general y la bomba
para agua.
Los circuitos deben estar protegidos contra sobrecorriente por medio de un dispositivo cuya capacidad
nominal no exceda a la capacidad de conducción de corriente del circuito, en amperes (véase sección
240-3, de la NOM-001-SEDE-2012.
158
Normatividad y diseño
La tabla 210-24, de la NOM-001-SEDE-2012, indica las siguientes características para los
circuitos derivados de 15 A a 50 A.
Resumen de requisitos de los circuitos derivados
15
20
30
40
50
Conductores del circuito*
2,08(14)
3,31(12)
5,26(10)
8,37(8)
13,3(6)
Derivaciones
2,08(14)
2,08(14)
2,08(14)
3,31(12)
3,31(12)
15
20
30
40
50
Portalámparas permitidos
De cualquier
tipo
De cualquier
tipo
Servicio pesado
Servicio pesado
Servicio pesado
Valor nominal del
receptáculo**
15 A máx.
15 A o 20 A
30 A
40 A o 50 A
50 A
Carga máxima, en
amperes (A)
15
20
30
40
50
Carga permisible
Véase 210-23(a)
Véase 210-23(a)
Véase 210-23(b)
Véase 210-23(c)
Véase 210-23(c)
Clasificación de circuito (A)
Conductores (tamaño
o designación nominal
mínimo mm²–AWG):
Cables y cordones de
artefactos eléctricos,
véase 240-4
Protección contra
sobrecorriente (A)
Dispositivos de salida:
* Estos tamaños se refieren a conductores de cobre.
** Para la capacidad de conducción de corriente de los artefactos eléctricos de alumbrado por descarga conectados con cordón y clavija, véase
410-62(c).
Tomando en cuenta lo anterior, y dado que nuestra vivienda tiene un área de 204.5 m2, a continuación
vamos a determinar los circuitos derivados y sus protecciones para cada uno de los siguientes tipos de
circuitos:
• Circuitos de alumbrado general.
• Circuitos para otras cargas como: aparatos específicos, motores, elementos de alumbrado empotrados,
elementos de alumbrado para tabajo pesado, rieles de alumbrado, alumbrado para anuncios y de
realce y otras salidas.
• Circuitos de 20 A para pequeños paratos eléctricos en unidades de vivienda.
• Circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda.
• Circuitos de 20 A para cuartos de baño en unidades de vivienda.
Circuitos derivados de alumbrado general
En el apartado de la página 152 de este documento, incluimos a todos los receptáculos de nuestro
ejemplo en los circuitos de alumbrado general, menos a los receptáculos de los circuitos de 20A para
pequeños aparatos eléctricos, a los receptáculos de los circuitos de 20 A para lavadoras, a los receptáculos
de los circuitos de 20 A para cuartos de baño y al receptáculo de la cocina para el horno de microondas.
159
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Esto es debido a que en la sección 220-14(j) de la NOM-SEDE-2012 se indica que todas las salidas para
receptáculos de uso general de 20 A nominales o menos, en unidades de vivienda unifamiliares (una
sola casa), bifamiliares (una casa dúplex) y multifamiliares (conjunto de varias casas), y en los cuartos de
hoteles y moteles, se deben considerar tomas (salidas) para alumbrado general, excepto los receptáculos
de los circuitos de 20 A para pequeños aparatos eléctricos, en unidades de vivienda, y los receptáculos
de los circuitos de 20 A para lavadoras, en unidades de vivienda, y los receptáculos para otras cargas.
Los receptáculos comerciales de uso general para unidades de vivienda son de 15 A o 20 A. Para
nuestro ejemplo vamos a considerar circuitos de 15 A y 20 A para las cargas y salidas de alumbrado
general, por lo mencionado en el párrafo anterior y porque, de acuerdo con la tabla de resumen de los
requisitos de circuitos derivados que presentamos, los receptáculos de 15 A sólo se pueden instalar en
circuitos de 15 A o 20 A y los receptáculos de 20 A sólo se pueden instalar en circuitos de 20 A.
Tomando en cuenta esto, definimos los siguientes circuitos derivados para alumbrado general:
Tabla 8
Circuito derivado No. 1 alumbrado general
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
Patio frontal
AO1
Cochera
AO2
Pasillo y cuarto de lavado
AO3
Sala de descanso
AO14
Comedor
AO15
Cocina
AO16
Patio de servicio
AO17
0.2 [A]
0.2 [A]
1
4
1.5 [A]
1
3
2
3.6
2
1
1.9
5
1
4
0.8
5
1
1
0.2
TOTAL
9.5
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO POR AJUSTE POR CARGA CONTINUA
(9.5) (1.25) = 11.87
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de elementos de cada área
por la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Cochera = 3 x 0,2 A + 2 x 1,5 A = 3,6 A
Para este circuito escogemos una capacidad nominal de 15 A. De acuerdo con la tabla 210-24 de la NOM001-SEDE-2012, este circuito debe tener un interruptor contra sobrecorriente de 15 A, En la figura
4.17 se muestran las canalizaciones que se van a emplear para este circuito, y se indican sus dimensiones
horizontales.
160
Normatividad y diseño
Tabla 9
Circuito derivado No. 2 alumbrado general
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
0.2 [A]
Baño común
AO4
Guardarropa 1
AO5
Guardarropa 2
AO6
Recámara 1
AO7
Recámara 2
AO8
Guardarropa 3
AO9
Pasillo 2
AO10
Recámara principal
AO11
Guardarropa principal
AO12
Baño principal
AO13
0.2 [A]
1
0.2
1
0.2
1
0.2
2
0,4
2
0.4
1
0.2
2
1
1.9
2
0.4
1
0.2
2
0.4
TOTAL
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO POR AJUSTE POR CARGA CONTINUA
4.5
(4.5) (1.25)= 5.62
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de elementos de cada área
por la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Pasillo 2 = 2 x 0,2 A + 1 x 1,5 A = 1,9 A
Para este circuito escogemos una capacidad nominal de 15 A. De acuerdo con la tabla 210-24 de la NOM001-SEDE-2012, este circuito debe tener un interruptor contra sobrecorriente de 15 A, En la figura 4.18 se
muestran las canalizaciones que se van a emplear para este circuito, y se indican sus dimensiones horizontales.
Circuitos derivados para otras cargas como: aparatos específicos, motores, elementos de alumbrado
empotrados, elementos de alumbrado para trabajo pesado, rieles de alumbrado, alumbrado para
anuncios y de realce y otras salidas
Para este tipo de circuitos tenemos dos cargas: la bomba para agua y el horno de microondas. Como se
mencionó anteriormente, es conveniente tener un circuito independiente para el horno de microondas,
por lo que debemos contar con otro circuito independiente para la bomba para agua.
Tabla 10
Circuito derivado No. 3 otras cargas
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
13 [A]
Cocina (Honor de Microondas)
AO16
1
13
TOTAL
13
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
13
161
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de contactos por la carga
considerada: 1 x 13 A = 13 A
Como la capacidad nominal comercial, inmediata superior, de los interruptores para sobrecorriente
es de 15 A, seleccionamos esta capacidad para este circuito derivado y para su protección contra
sobrecorriente. En la figura 4.19 se muestran las canalizaciones que se van a emplear para este circuito,
y se indican sus dimensiones horizontales.
Tabla 11
Circuito derivado No. 4 otras cargas
No. de cargas o salidas
TOTAL
M
Área de ocupación
[A]
8.9 [A]
Patio de servicio
AO17
1
8.9
TOTAL
8.9
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO POR ARRANQUE DE MOTOR
(8.9) (1.25) = 11.12
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de motores por la corriente
considerada: 1 x 8,9 A = 8,9 A
La sección 430-22, incio a), de la NOM-001-SEDE-2012, indica que los conductores del circuito
derivado para suministrar energía eléctrica a un solo motor deben tener una capacidad de conducción
de corriente no menor a 125% de la corriente eléctrica nominal (de plena carga del motor). Por lo tanto,
la capacidad de conducción de corriente de este circuito debe ser al menos de 11,1 A.
Nota de la NOM-001-SEDE-2012:
La sección 430-24 menciona que los conductores que suministren energía eléctrica a varios motores-o
a motores y otras cargas- deben tener una capacidad de conducción de corriente no menor a la suma
de: 1) 125 % de la corriente nominal de plena carga del motor con el valor nominal más alto, 2) Más
la suma de las corrientes nominales de plena carga de todos los otros motores del grupo, 3) La corriente
de las cargas no continuas que no son motores, 4) Más el 125 % de las cargas continuas que no son
motores. El significado de esto se representa en la siguiente fórmula:
CCC ≥ 1,25 IMOTORMAYOR + IMOTOR + IOTRAS CARGAS NO CONTINUAS + 1,25 IOTRAS CARGAS CONTINUAS
Donde:
CCC = Capacidad de conducción de corriente del conductor que alimenta a los motores y otras cargas,
en amperes
IMOTOR = Corriente eléctrica a plena carga de cada motor, en amperes
IMOTORMAYOR = Corriente eléctrica a plena carga del motor mayor, en amperes
IOTRAS CARGAS = Suma de las corrientes eléctricas de todas las otras cargas, en amperes
162
Normatividad y diseño
Para la selección de la protección contra sobrecorriente, los circuitos de motores representan un
caso particular, ya que requieren de protección contra cortocircuito o falla a tierra; y también contra
sobrecarga.
De acuerdo con la sección 430-52 , de la NOM-001-SEDE-2012, la capacidad nominal o ajuste
del dispositivo de protección contra cortocircuito o falla a tierra, para circuitos de un solo motor,
no debe exceder los valores de la tabla 430-52 de dicha norma, la cua reproducimos a continuación.
Sin embargo, cuando los valores determinados por la tabla 430-52 no correspondan a los tamaños o
capacidades nominales comerciales de: fusibles, interruptores automáticos no ajustables, interruptores
automáticos ajustables o dispositivos térmicos de protección, se permite que el tamaño, capacidad o
ajuste sea el inmediato superior. También, cuando los valores especificados por la tabla 430-52 no son
suficientes para la corriente eléctrica de arranque del motor, se debe usar un dispositivo de protección
de mayor capacidad disponible en el mercado.
Tabla 430-52
Ajuste máximo de los dispositivos de protección contra cortocircuito y falla a tierra para
circuitos derivados de motores
Por ciento de la corriente eléctrica a plena carga
Fusible sin
retardo de
tiempo1
Fusible
de dos
elementos1
(con retardo
de tiempo)
Interruptor
automático
de disparo
instantáneo
Interruptor
automático
de
tiempo
inverso2
Motores monofásicos
300
175
800
250
Motores polifásicos de corriente alterna
distintos a los de rotor devanado
300
175
800
250
De jaula de ardilla: diferentes de los de
diseño B energéticamente eficientes
300
175
800
250
Ddiseño B energéticamente eficientes
300
175
1 100
250
Tipo de motor
Sincrónicos 3
300
175
800
250
Con rotor devanado
150
150
800
150
De corriente continua (tensión constante)
150
150
250
150
Para algunas excepciones a los valores especificados, ver 430-54.
1 Los valores de la columna fusible sin retardo de tiempo se aplicana fusibles de Clase CC de acción retardada.
2 Los valores última columna también cubren los valores nominales de los interruptores automáticos de tiempo inverso no ajustables, que
se pueden modificar como se describe en 430-52 (c) (1), Excepción 1 y 2.
3 Los motores síncronos de bajo par y baja velocidad (usualmente 450 rpm o menos), como los utilizados para accionar compresores
alternativos, bombas, etc. que arrancan sin carga, no requieren que el valor nominal de los fusibles o el ajuste de los interruptores
automáticos sea mayor al 200 por cierto de la corriente a plena carga.
Como vamos a seleccionar un interruptor termomagnético como dispositivo contra cortocircuito y falla
a tierra, del circuito derivado del motor de la bomba para agua, su valor nominal máximo, con base en
la tabla 430-152, es: 8,9 A x 2,5 = 22,25 A. Sin embargo, como no existe un valor comercial para esta
capacidad, vamos a emplear el siguiente valor comercial que es de 20 A.
La protección contra sobrecarga de los circuitos derivados para motores se encuentra por lo general
en los arrancadores, que por conveniencia se localizan lo más cerca posible del motor. Para motores de
746W (1HP) o menores, la sección 430-32, inciso b) y d) de la NOM-001-SEDE-2012, indica que
este dispositivo debe seleccionarse para que desconecte o tenga como máximo su capacidad nominal de
acuerdo con los siguientes porcentajes de la corriente eléctrica de placa a plena carga del motor:
163
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Porcentaje para la selección de la protección del
dispositivo contra sobrecarga
Tipo de motor
Motores con factor de servicio indicado no menor a 1,15
125
Motores con indicación de elevación de temperatura no mayor a 40 °C
125
Todos los demás motores
115
De acuerdo con lo anterior, la capacidad nominal máxima del dispositivo de protección contra sobrecarga
de la bomba para agua debe ser de 8,9 A x 1,15 = 10,24 A.
Nota de la NOM-001-SEDE-2012: La sección 430-32, inciso c)
La sección 430-40, de la NOM-001-SEDE-2012, indica que cuando el relé de sobrecarga se selecciona
de acuerdo con lo anterior, y no es suficiente para soportar la carga aplicada, se permite utilizar el
inmediato superior disponible en el mercado, siempre que su corriente eléctrica de disparo no exceda los
porcentajes de la corriente del motor operando a plena carga, indicados en la siguiente tabla:
Porcentaje para la selección de la protección del
dispositivo contra sobrecarga
Tipo de motor
Motores con factor de servicio indicado no menor a 1,15
140
Motores con indicación de elevación de temperatura no mayor a 40 °C
140
Todos los demás motores
130
Adicionalmente a las protecciones que requiere el motor, vamos a usar un interruptor con protección
de falla a tierra en este circuito, ya que es muy peligroso que una persona entre en contacto con el
conductor vivo que alimenta a los interruptores de flotador en el tinaco y la cisterna.
En la figura 4.20 se muestran las canalizaciones que se van a emplear para este circuito, y se indican
sus dimensiones horizontales.
Circuitos de 20 A para pequeños aparatos eléctricos en unidades de vivienda
Como vimos anteriormente, la NOM-001-SEDE-2012 requiere un mínimo de dos circuitos derivados de 20
A, para alimentar pequeños aparatos eléctricos. Tomando en cuenta esto, definimos los siguientes circuitos:
Tabla 12
Circuito derivado No. 5 pequeños aparatos
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
15 [A]
Cocina (refrigerador)
1
AO16
15
TOTAL
15
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de contactos por la corriente
considerada: 1 x 15 A = 15 A
164
Normatividad y diseño
Tabla 13
Circuito derivado No. 6 pequeños aparatos
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
4 [A]
Recámara 1
AO7
3
12
TOTAL
12
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de contactos por la corriente
considerada: 3 x 4 A = 12 A
Tabla 14
Circuito derivado No. 7 pequeños aparatos
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
4 [A]
Recámara 2
AO8
3
12
TOTAL
12
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de contactos por la corriente
considerada: 3 x 4 A = 12 A
Tabla 15
Circuito derivado No. 8 pequeños aparatos
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
4 [A]
Recámara 2
AO11
3
12
TOTAL
12
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de contactos por la corriente
considerada: 3 x 4 =12 A
165
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tabla 16
Circuito derivado No. 9 pequeños aparatos
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
Sala de descanso
AO14
Cocina
AO16
4 [A]
4 [A]
1
2
4 [A]
12
1
4
TOTAL
16
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de contactos de cada área por
la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Sala de descanso = 1 x 4 A + 2 x 4 A = 12 A
Tabla 17
Circuito derivado No. 10 pequeños aparatos
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
4 [A]
Comedor
4 [A]
3
AO15
Cocina
AO16
12
1
8
TOTAL
16
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de contactos de cada área por
la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Comedor = 3 x 4 A = 12 A
Para estos circuitos, de acuerdo con la tabla 210-24 de la NOM-001-SEDE-2012, estos deben tener
un interruptor contra sobrecorriente de 20 A cada uno, ya que su capacidad nominal es de 20 A. En las
figuras 4,21, 4,22, 4,23, 4,24, 4,25 y 4,26, se muestran las canalizacones que van a emplear para estos
circuitos, y se indican sus dimensiones horizontales
Circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda
Como vimos ateriormente, la NOM-001-SEDE-2012 requiere como mínimo un circuito derivado de
20 A, para alimentar a la lavadora. Por lo tanto para este caso tenemos el siguiente circuito:
166
Normatividad y diseño
Tabla 18
Circuito derivado No. 11 lavadora
No. de cargas o salidas
TOTAL
Área de ocupación
[A]
13 [A]
Pasillo y cuarto de lavado
(lavadora)
AO3
1
13
TOTAL
13
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga del área de ocupación se multiplica el número de contactos por la corriente
considerada: 1 x 13 = 13 A
De acuerdo con la tabla 210-24 de la NOM-001-SEDE-2012, este circuito debe tener un interruptor
contra sobrecorriente de 20 A, ya que su capacidad nominal es de 20 A. En la figura 4,27 se muestran las
canalizaciones que se van a emplear para este circuito, y se indican sus dimensiones horizontales.
Circuitos de 20 A para cuartos de baño en unidades de vivienda
Como vimos ateriormente, la NOM-001-SEDE-2012 requiere como mínimo un circuito derivado de
20 A, para alimentar cuartos de baño. Por lo tanto para este caso tenemos el siguiente circuito:
Tabla 19
Circuito derivado No. 12 cuartos de baño
TOTAL
Área de ocupación
[A]
4 [A]
Baño común
AO4
Baño principal
AO13
1
4
1
4
TOTAL
8
CAPACIDAD MÍNIMA DEL CIRCUITO
20
Para obtener la carga por área de ocupación se multiplica el número de contactos de cada área por
la corriente considerada para cada uno, por ejemplo: Baño común = 1 x 4 A = 4 A
De acuerdo con la tabla 210-24 de la NOM-001-SEDE-2012, este circuito debe tener un interruptor
contra sobrecorriente de 20 A, ya que su capacidad nominal es de 20 A. En la figura 4,28 se muestran
las canalizaciones que se van a emplear para este circuito, y se indican sus dimensiones horizontales.
167
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
A continuación presentamos una tabla resumen con las capacidades de los circuitos derivados de nuestro ejemplo:
Tabla 20
Corriente
en el
circuito
Carga
mínima
que debe
soportar
Capacidad
nominal
del circuito
derivado
Valor nominal
del dispositivo
de protección
del circuito
[A]
[A]
[A]
[A]
Circuito derivado
de alumbrado
general No. 1
Lámparas fluorescentes compactas
y contactos en:
Patio frontal AO1
Cochera AO2
Pasillo y cuarto de lavado AO3
Sala de descanso AO14
Comedor AO15
Cocina AO16
Patio de servicio AO17
9.5
11.87
15
15
Circuito derivado
de alumbrado
general No. 2
Lámparas fluorescentes compactas
y contactos en:
Baño común AO4
Guardarropa 1 AO5
Guardarropa 2 AO6
Recámara 1 AO7
Recámara 2 AO8
Guardarropa 3 AO9
Pasillo 2 AO10
Recámara principal AO11
Guardarropa principal AO12
Baño principal AO13
4.5
5.62
15
15
Circuito derivado
de otras cargas
No. 3
Contacto para horno de
microondas en:
Cocina AO16
13
13
15
15
Circuito derivado
de otras cargas
No. 4
Bomba para bomba de agua en:
Patio de servicio AO17
11.2
11.2
11.12
Contra corto
circuito y falla a
tierra= 20 Contra
sobrecarga=10.24
Circuito derivado
de pequeños
aparatos No. 5
Contacto para refrigerador en:
Cocina AO16
15
15
20
20
Circuito derivado
de pequeños
aparatos No. 6
Contactos en: Recámara 1 AO7
12
12
20
20
Circuito derivado
de pequeños
aparatos No. 7
Contactos en: Recámara 2 AO8
12
12
20
20
Circuito derivado
de pequeños
aparatos No. 8
Contactos en: Recámara principal
AO11
12
12
20
20
Circuito derivado
de pequeños
aparatos No. 9
Contactos en: Sala de descaso
AO14 Cocina AO16
16
16
20
20
Circuito derivado
de pequeños
aparatos No. 10
Contactos en: Comedor AO15
16
16
20
20
Circuito derivado
de lavadora No. 11
Contacto para lavadora en: Pasillo
y cuarto de lavado AO3
13
13
20
20
Circuito derivado
de cuartos de baño
No. 12
Contactos en: Baño común AO4
Baño principal AO113
8
8
20
20
Nombre del
circuito
168
Cargas que alimenta el
circuito
Normatividad y diseño
Diseño del circuito alimentador de la instalación y su protección
De acuerdo con el artículo 100 de la NOM-001-SEDE-2012, el factor de demanda de un sistema
o parte de un sistema, en porcentaje, es igual a su demanda máxima dividida entre su carga total
conectada, todo esto multiplicado por cien. Esto se representa con la siguiente fórmula:
DM
FD = ____ x 100
CTC
(4.2)
Donde:
FD = Factor de demanda del sistema o parte del sistema, en porcentaje.
DM = Demanda máxima del sistema o parte del sistema, en volt-amperes o en amperes.
CTC = Carga total conectada del sistema o parte del sistema, en volt-amperes o en amperes.
Despejando de esta fórmula, la demanda máxima del sistema o parte del sistema es igual a:
FD•CTC
_________
DM =
(4.3)
100
La sección 215-2, inciso a) subinciso 1), de la NOM-001-SEDE-2012, indica que el tamaño mínimo del
conductor del circuito alimentador antes de la aplicación de cualquier ajuste o de factores de corrección,
debe tener una ampacidad permisible no menor a la carga no continua, más el 125 % de la carga continua.
En pocas palabras, la capaciad de conducción de corriente del circuito alimentador debe ser mayor o igual
a la suma de las demándas máximas de cada parte del sistema que alimenta, multiplicando antes por 1,25
las demandas máximas que sean continuas. Los circuitos deben estar protegidos contra sobrecorriente
pormedio de un dipositivo cuya capacidad nominal no exceda a la capacidad de conducciòn de corriente
del circuito, em amperes (veáse sección 240-4, de la NOM-001-SEDE-2012).
En la sección 220-42 de la NOM-001-SEDE-2012, se presenta una tabla con los factores de demanda
permitidos para alumbrado general, la cual reproducimos a continuación.
Tabla 220-42
Factores de demanda de cargas de alumbrado
Tipo de local
Parte de la carga de alumbrado a la
que se aplica el factor de demanda
(en VA)
Factor de demanda
%
Almacenes
Primeros 12 500 o menos
A partir de 12 500
100
50
Hospitales*
Primeros 50 000 o menos
A partir de 50 000
40
20
Primeros 20 000 o menos
De 20 001 a 100 000
A partir de 100 000
Primeros 3 000 o menos
De 3 001 a 120 000
A partir de 120 000
50
40
30
100
35
25
Total VA
100
Hoteles y moteles, incluyendo los bloques de
apartamentos sin cocina*
Unidades de vivienda
Todos los demás
*Los factores de demanda de esta tabla no se aplican a la carga calculada de los alimentadores a las zonas de hospitales, hoteles y
moteles en las que es posible que se deba utilizar todo el alumbrado al mismo tiempo, como quirófanos, comedores y salas de baile.
169
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
En la sección 220-52 de la NOM-001-SEDE-2012, se indica que se debe considerar una carga de
1500 VA por cada circuito de pequeños aparatos eléctricos y lavadoras en unidades de vivienda. Se
permite que estas cargas se incluyan en la carga de alumbrado general y se apliquen los factores de
demanda indicados en la tabla.
Para el horno de microondas y la bomba de agua, que son circuitos independientes, vamos a considerar
un factor de demanda de 100%.
Tomando en cuenta todo lo anterior, vamos a calcular la suma de las demandas máximas para
determinar el alimentador:
En alumbrado general tenemos una carga de 14 A, que de acuerdo con la fórmula 2.9 de este
documento, corresponde a: 14 A x 127 V=1778 VA. Por ser carga continua tenemos que corresponde
una carga ficticia para cálculos del alimentador = 1778 VA x 1.25 = 2222.5 VA.
En pequeños aparatos eléctricos y lavadoras tenemos siete circuitos, cada uno con una carga de 1500 VA,
que corresponde a un total de 1500 VA x 7 = 10500 VA.
Para los cuartos de baño tenemos una carga total de 8 A, por lo que la carga total de este tipo de
circuito es de: 8 A x 127 = 1016 VA.
La carga total que podemos considerar como alumbrado general es de
2222.5 VA + 10500 VA + 1016 VA = 13738.5 VA.
Primeros 3 000 VA:
(100) (3 000)
DM = ______________ = 3 000 VA
(100)
Segundos 10 738,6 VA:
(35) (10 738,5)
DM = ______________ = 3 758,47 VA
(100)
La carga total de alumbrado que debe soportar el alimentador es de:
DM = 3 000 + 3 758,47 = 6 758,47 VA
El factor de demanda general para la carga total de alumbrado con la ecuación de la página anterior es:
6 758,47
_________
FD =
x 100 = 49,19 %
13 738,5
La carga de la bomba es de 8,9 A, que por ser carga continua queda en una carga ficticia para cálculos
del alimentador de = 8,9 A x 1,25 = 11,12 A. De acuerdo con la fórmula 2,9, corresponde a:
11,12 A x 127 = 1 412,24 VA
170
Normatividad y diseño
La carga del horno de microondas es de 13A, que de acuerdo con la formula 2,9 de la página 56 de
este documento corresponde a:
13 A x 127 V = 1 651 VA
La carga de la bomba más la del horno de microondas que debe soportar el alimentador es de:
1 412,24 VA + 1 651 VA = 3 063,24 VA
La suma total de las demandas máximas que debe soportar el alimentador es de:
DM = 6 758,47 + 3 063,24 VA = 9 821,71 VA
La compañía suministradora de energía eléctrica, Comisión Federal de Electricidad, aplica algunas
reglas para determinar el número de fases que emplea para alimentar a unidades de vivienda, como la
que se muestra a continuación:
Tabla 21
Demanda contratada (kW)
Número de fases
Menor o igual a 5 kW
Una fase
Mayor de 5 kW y menor o igual a 10 kW
Dos fases
Mayor a 10 kW y menor o igual a 25 kW
Tres fases
En nuestro ejemplo tenemos una demanda de 9821,71 VA. Para convertir esta cantidad a kW empleamos
la ecuación 2.11 de la página 57. Como no conocemos el factor de potencia para aplicar esta ecuación,
suponemos que es igual a uno, que es el mayor que puede tomar, para obtener la demanda mayor que
se puede presentar en kW:
P = PA x FP = Potencia Real (W)
P = 9821,71 VA x 1 = 9 821,71 W = 9,82 kW
Donde:
P = Demanda máxima real en W o kW.
PA= Potencia aparente
FP= Factor de potencia
De acuerdo con esto, para nuestro ejemplo le corresponde una alimentación en dos fases, ya que es
mayor a 5 kW.
Cuando se tiene una alimentación trifásica o bifásica, se debe repartir la carga entre las fases, lo que se
conoce como balanceo de cargas. El balanceo de cargas se lleva a cabo por lo siguiente:
• Para evitar que el voltaje de cada una de las fases se desvíe del valor nominal (en este caso, 127 V), ya
que una desviación grande del valor nominal provoca que los equipos conectados a la(s) fase(s) que
presenta(n) la desviación no operen correctamente.
• Para que los conductores de cada fase del alimentador manejen aproximadamente la misma corriente,
para evitar subutilizar o sobrecargar alguno.
• En sistemas trifásicos en estrella, para que el neutro transmita la menor corriente de retorno posible.
El balanceo exacto en muchos casos es imposible de obtener, pero se debe tratar de balancear la corriente
que va a circular por cada fase del alimentador de la mejor forma posible. A continuación presentamos
una tabla con las corrientes de cada circuito derivado de nuestro ejemplo, considerando los factores de
demanda indicados en la NOM-001-SEDE-2012.
171
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tabla 22
Nombre del circuito
Corriente total en el
circuito
(A)
Ajuste de corriente a
las cargas continuas
(x 1.25)(A)
Factor de demanda
de la carga
(%)
Corriente considerando
el factor de demanda
(A)
Circuito derivado de alumbrado
general No. 1
9.5
11.87
49.19
5.83
Circuito derivado de alumbrado
general No. 2
4.5
5.62
49.19
2.76
Circuito derivado de otras cargas
No. 3
13
100
13
Circuito derivado de otras cargas
No. 4
8.9
100
11.12
Circuito derivado de pequeños
aparatos No. 5
15
49.19
7.37
Circuito derivado de pequeños
aparatos No. 6
12
49.19
5.9
Circuito derivado de pequeños
aparatos No. 7
12
49.19
5.9
Circuito derivado de pequeños
aparatos No. 8
12
49.19
5.9
Circuito derivado de pequeños
aparatos No. 9
16
49.19
7.87
Circuito derivado de pequeños
aparatos No. 10
16
49.19
7.87
Circuito derivado de lavadora
No. 11
13
49.19
6.39
Circuito derivado de cuartos de
baño No. 12
8
49.19
3.93
Para obtener la corriente por circuito derivado, considerando el factor de demanda, se multiplica el
factor de demanda por la corriente de cada circuito, por ejemplo:
Circuito derivado de alumbrado general No. 1 = 11,87 A x 0,4919 = 5,83 A
Total
83.84
11.12
A continuación presentamos el cuadro de cargas, que establece la información de cada uno de los
circuitos derivados de nuestro ejemplo.
C UADRO DE C ARG AS
M
Cto.
0.2
(A)
0.2
(A)
C1 AG
20
5
C2 AG
15
1.5
(A)
1.5
(A)
4
(A)
4
(A)
4
(A)
13
(A)
15
(A)
8.9
(A)
3
1
C3 OC
1
AJUSTE
DE CARGA
CONTINUA
9.5
11.87
4.5
5.62
13
C4 OC
1
C5 OA
CORRIENTE
TOTAL DEL
CIRCUITO
1
8.9
CARGAS NO
CONTINUAS
13
11.12*
FACTOR
DE
DEMANDA
(%)
CORRIENTE
AJUSTADA
CON
FACTOR DE
DEMANDA
(A)
PROTECCIÓN
(A)
FASE
A
49.19
5.83
15
•
49.19
2.76
15
•
100
13
15
•
100
11.12
20
•
•
15
15
49.19
7.37
20
FASE
B
C6 PA
3
12
12
49.19
5.9
20
C7 PA
3
12
12
49.19
5.9
20
•
C8 PA
3
12
12
49.19
5.9
20
•
C9 PA
1
1
16
16
49.19
7.87
20
C10 PA
3
1
16
16
49.19
7.87
20
13
13
49.19
6.39
20
8
8
49.19
3.93
20
C11 LAV
C12 CB
2
1
2
*El ajuste del motor es debido a lo indicado en la sección 430-22
Carga total = 83.84 A
•
•
•
•
•
41.79 A 42.09 A
Para obtener la carga de cada circuito derivado se multiplica el número de elementos de cada uno por la
corriente considerada para cada elemento, por ejemplo: C1 AG = 20 x 0,2 A + 5 x 0,2 A + 3 x 1,5 A= 9,5 A
AG = Alumbrado General, OC = Otras Cargas, PA = Pequeños Aparatos, LAV = Lavadora, CB = Cuartos de Baño
172
Normatividad y diseño
La corriente total de 83,84A se va a dividir en dos fases. Si los circuitos se balancean en forma exacta, a
cada fase le correspondería 83,84 / 2 fases = 41,92A. Como esto no es posible, tenemos que dividir los
circuitos por fase de la mejor manera que podamos, por ejemplo:
• Fase A: Conectamos a esta fase los circuitos derivados No.1, No.2, No.3, No.6, No.9 y No. 11.
Para esta fase resulta en una corriente de: 5,83 A + 2,76 A + 13 A + 5,9 A + 7,87 A + 6,39 A = 41,79 A.
• Fase B: Conectamos a esta fase los circuitos derivados No.4, No.5, No.7, No.8, No.10 y No. 12.
Para esta fase resulta en una corriente de: 11,12 A + 7,37 A + 5,9 A + 5,9 A + 7,87 A + 3,93 A = 42,09 A
Para alimentaciones trifásicas o bifásicas con neutro, la compañía suministradora proporciona dos o tres
condcutores de fase respectivamene, según sea el caso. En este ejemplo el desbalanceo es de:
(carga mayor) - (carga menor)
%D = __________________________ x 100
(carga mayor)
42,09 - 41,79
%D = _____________ x 100 %D = 0,71%
42,09
es menor al 5%, el cual está dentro del rango solicitado por la compañía suministradora.
La corriente máxima que se va a transmitir en una fase es 42,09 A. El dispositivo de protección contra
sobrecorriente (interruptor de seguridad con fusibles) inmediato superior que existe en el mercado es de
60A (2x60 A). Este valor debe ser mayor al de cualquier dispositivo de protección contra sobrecorriente
de los circuitos derivados. En nuestro caso, el mayor es el de la bomba, que es de 20 A. En este caso el
circuito alimentador va a suministrar energía eléctrica a la carga combinada de los circuitos derivados
No.4 de OC, No.5 de PA, No.7 de PA, No.8 de PA, No.10 de PA y No.12 de CB. Esto corresponde a la
carga combinada de un motor, que es la bomba, y de las diferentes cargas que se conecta en los circuitos
derivados No.5 de PA, No.7 de PA, No.8 de PA, No.10 de PA y No.12 de CB. La sección 430-63 de la
NOM-001-SEDE-2012 inidca que la capacidad del dispositivo de protección de un circuito alimentador
de cargas combinadas, que consista de un motor y otras cargas, debe tener un valor nominal no menor al
requerido para la suma de otras cargas más el valor nominal permitido en la sección 430-52. Es decir, en
nuestro caso queda:
La capacidad del dispositivo de proteccion del circuito alimentador
= 20 A + 7,37 A + 5,9 A + 5,9A + 7,87 A + 3,93 A = 50,97 A
Por lo tanto, tomamos el valor de 60A para el dispositivo de protección contra sobrecorriente (interruptor
de seguridad con fusibles).
Alambrado y canalizaciones
En la figura 4,29 se muestran todas las canalizaciones que se van a emplear para la unidad de vivienda
de nuestro ejemplo, y se indican sus dimensiones horizontales.
En las figuras 4,30 a 4,61 se muestra el alambrado y los dibujos isometricos de las canalizaciones
indicando sus dimensiones, por área de ocupación. Para entender la forma en que se alambran los
dipositivos, en las figuras 4,62 y 4,63 se muestra la conexión de lámparas, apagadores y contactos.
Los dibujos isométricos de las canalizaciones están basados en lo siguiente:
• El techo de la unidad de vivienda de nuestro ejemplo es de 2,50 m.
• En las zonas secas, como recámaras, sala, comedor y pasillos, se recomienda que la parte inferior
173
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
de los contactos se encuentre a 30 cm de altura con respecto al nivel del piso, para que se puedan
ocultar las extensiones de los aparatos que estén conectados a ellos, ya sea en forma definitiva o
temporal.
• En las zonas que presentan o pueden presentar humedad, como son los baños, cochera, cocina y en
zonas expuestas a la intemperie, para evitar riesgos de choque eléctrico y que los contactos se llenen de
humedad y se presente corrosión, se recomienda que la parte inferior de los contactos se encuentre
a 120 cm de altura con respecto al nivel del piso.
• Para que se puedan operar cómodamente, se recomienda que la parte inferior de los apagadores se
encuentren a 120 cm de altura con respecto al nivel del piso.
Selección de cables de circuitos derivados y alimentador
Para seleccionar los cables, primero hay que definir el tipo de cable más apropiado para la instalación. En
el capítulo 3 presentamos varios tipos de cables empleados en instalaciones en baja tensión. Por su costo
y desempeño, el cable más empleado en México para las unidades de vivienda es el tipo THW-LS (véanse
características técnicas de Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R. THW-LS/THHW-LS, 90 °C 600 V). Este
cable tiene conductor de cobre y aislamiento de PVC. Para nuestro ejemplo vamos a emplear este tipo
de cable en toda la instalación.
Ya que sabemos el tipo de cable a emplear, necesitamos determinar el calibre de los conductores
de cobre en los circuitos derivados y en el alimentador, tanto para los conductores que transportan
corriente (el vivo y el neutro), como para el conductor de tierra o de puesta a tierra, y también para el
conductor del electrodo de puesta a tierra.
Selección del calibre de los conductores que transportan corriente
Para seleccionar el calibre de los conductores que transportan corriente, se deben cumplir las siguientes
dos condiciones:
1. La capacidad de conducción de corriente de los conductores debe ser mayor o igual al valor nominal
o de ajuste del dispositivo de protección de sobrecorriente del circuito. Existen las siguientes
excepciones a esto:
• Cables que alimentan un solo motor:
º Como se dijo anteriormente, de acuerdo con la sección 430-22, inciso a) de la NOM-001SEDE-2012, los conductores del circuito derivado que suministren energía eléctrica a un solo
motor deben tener una capacidad de conducción de corriente no menor a 125% de la corriente
eléctrica nominal (de plena carga de motor).
• Cables que suministran energía eléctrica a varios motores, o a motores y otras cargas:
º Como se dijo anteriormente, de acuerdo con la sección 430-24 los conductores que suministren
energía eléctrica a varios motores-o a motores y otras cargas- deben tener una capacidad de
conducción de corriente no menor a la suma de: 1) 125% de la corriente nominal de plena
carga del motor con el valor nominal más alto, 2) Más la suma de las corrientes nominales de
174
Normatividad y diseño
plena carga de todos los otros motores del grupo, 3) La corriente de las cargas no continuas que
no son motores, 4) Más el 125% de las cargas continuas que no son motores.
El significado de esto se representa en la siguiente fórmula:
CCC≥∑IMOTOR + 0,25 IMOTORMAYOR + IOTRAS CARGAS
(4.4)
Donde:
CCC = Capacidad de conducción de corriente del conductor que alimenta a los motores y otras
cargas, en amperes
IMOTOR = Corriente eléctrica a plena carga de cada motor, en amperes
IMOTORMAYOR = Corriente eléctrica a plena carga del motor mayor, en amperes
IOTRAS CARGAS = Suma de las corrientes eléctricas de todas las otras cargas, en amperes
2. La caída de tensión en los conductores de los circuitos debe ser menor a lo siguiente para que
proporcionen una eficacia de funcionamiento razonable a los equipos de utilización que están
conectados a la salida de los circuitos derivados:
• Para alimentadores: Los conductores de alimentadores deben tener un tamaño nominal que evite
una caída de tensión eléctrica superior a 3% en la salida más lejana que alimente a cargas de fuerza,
calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas.
• Para circuitos derivados: Los conductores de circuitos derivados deben tener un tamaño nominal
que evite una caída de tensión eléctrica superior a 3% en la toma de corriente eléctrica más lejana
para fuerza, calefacción y alumbrado o cualquier combinación de ellas.
• Total de alimentadores más circuitos derivados: La caída máxima de tensión eléctrica sumada de
los circuitos alimentadores y derivados hasta la salida más lejana no debe superar 5%.
Una regla sencilla es tomar 2% como caída de tensión máxima, tanto en alimentadores como en circuitos
derivados, para evitar que la suma de caídas exceda el 5%.
Determinación del tamaño del conductor con base en la capacidad de conducción de corriente
requerida
De acuerdo con la sección 110-14, inciso c) de la NOM-001-SEDE-2012, la temperatura nominal
de operación del conductor, asociada con su capacidad de conducción de corriente, debe seleccionarse
y coordinarse de forma que no exceda la temperatura de operación de cualquier elemento del sistema
que tenga la menor temperatura de operación, como conectadores, otros conductores o dispositivos,
cumpliendo la conexión a terminales de equipo como sigue:
a) Las terminales de equipos para circuitos de 100 A nominales o menos o marcadas (aprobadas
conforme con lo establecido en 110-2) para conductores con designación de 2,08 mm2 a 42,4 mm2
(14 AWG a 1 AWG), deben utilizarse solamente para los casos siguientes:
1. Conductores con temperatura de operación del aislamiento máxima de 60 °C.
2. Conductores con temperatura de operación del aislamiento, mayor, siempre y cuando la
capacidad de conducción de corriente de tales conductores se determine basándose en la
175
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
capacidad de conducción de corriente de conductores para 60 °C.
3. Conductores con temperatura de operación del aislamiento, mayor, si el equipo está
identificado para tales conductores.
4. Para motores marcados con las letras de diseño B, C, D o E, se permite el uso de conductores
que tienen un aislamiento con temperatura de operación de 75 °C o mayor, siempre y cuando
la capacidad de conducción de corriente de tales conductores no exceda de la capacidad de
conducción de corriente para 75 °C.
b) Las terminales de equipo para circuitos de más de 100 A nominales o identificadas (aprobadas
conforme con lo establecido en 110-2) para conductores mayores de 42,4 mm2 (1 AWG), deben
utilizarse solamente para los siguientes casos:
1. Conductores con temperatura nominal de operación del aislamiento de 75 °C.
2. Conductores con temperatura de operación nominal de 75 °C, siempre y cuando la
capacidad de conducción de corriente de tales conductores no exceda de la correspondiente
a 75 °C o con temperatura de operación mayor que 75 °C, si el equipo está identificado para
utilizarse con tales conductores.
La capacidad de conducción de corriente de uno a tres conductores aislados activos (es decir, que llevan
corriente en condiciones normales), menores a 2000 V, en un cable, o canalización (que es el caso general
de unidades de vivienda), debe ser tomando de acuerdo con la tabla 310-15(b)(16), de la NOM-001SEDE-2012.
Notas de la NOM-001-SEDE-2012:
El artículo 100 proporciona las siguientes definiciones:
• Canalización: Canal cerrado de materiales metálicos o no metálicos, expresamente diseñado para
contener alambres, cables o barras conductoras, con funciones adicionales como lo permita esta
norma.
• Tubo conduit: Sistema de canalización diseñado y construido para alojar conductores en
instalaciones eléctricas, de forma tubular, sección circular.
De acuerdo con lo anterior, como en todos nuestros circuitos la corriente es menor a 100 A, para
determinar la capacidad de conducción de corriente vamos a emplear la columna de 60 °C de la tabla
310-15(b)(16). A continuación presentamos una reproducción de esta tabla.
176
Normatividad y diseño
Tabla 310-15(b)(16).Ampacidades permisibles en conductores aislados para tensiones hasta 2000 volts y 60 °C
a 90 °C. No más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, cable o
directamente enterrados, basados en una temperatura ambiente de 30 °C*
Tamaño o designación
mm2
Temperatura nominal del conductor [Véase Tabla 310-104(a)]
60 °C
75 °C
90 °C
60 °C
75 °C
90 °C
TIPOS
TW, UF
TIPOS
RHW,
THHW,
THHWLS, THW,
TIPOS
TBS, SA,
SIS, FEP,
FEPB, MI,
RHH,
TIPOS
UF
TIPOS
RHW,
XHHW,
USE
THW-LS,
THWN,
XHHW,
USE,
ZW
RHW-2,
THHN,
THHW,
THHWLS, THW2,
THWN-2,
TIPOS
SA, SIS,
RHH,
RHW-2,
USE-2,
XHH,
XHHW,
XHHW-2,
ZW-2
AWG o
kcmil
USE-2,
XHH,
XHHW,
XHHW-2,
ZW-2
0,824
1,31
2,08
3,31
5,26
8,37
13,3
21,2
26,7
33,6
42,4
18**
16**
14**
12**
10**
8
6
4
3
2
1
----15
20
30
40
55
70
85
95
110
Cobre
----20
25
35
50
65
85
100
115
130
14
18
25
30
40
55
75
95
115
130
145
53,49
67,43
85,01
107.2
1/0
2/0
3/0
4/0
125
145
165
195
150
175
200
230
170
195
225
250
100
115
130
150
120
135
155
180
135
150
175
205
127
152
177
203
253
250
300
350
400
500
215
240
260
280
320
255
285
310
335
380
290
320
350
380
430
170
195
210
225
260
205
230
250
270
310
230
260
280
305
350
304
355
380
405
456
600
700
750
800
900
350
385
400
410
435
420
450
475
490
520
475
520
535
555
585
285
315
320
330
355
340
375
385
395
425
385
425
435
445
480
507
633
760
887
1 013
1 000
1 250
1 500
1 750
2 000
455
495
525
545
555
545
590
625
650
665
615
665
705
735
750
375
405
435
455
470
445
485
520
545
560
500
545
585
615
630
Aluminio o Aluminio recubierto de cobre
------------------------------------40
50
55
75
55
65
65
75
85
90
100
75
85
100
115
* Véase 310-15 (b) (2) para los factores de correciones de la ampacidad cuando la temperatura ambiente es diferente a 30 ºC.
** Véase 240-4 (d) para limitaciones de protección contra sobrecorriente del conductor.
177
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tabla 310-15(b)(2)(a).Factores de Corrección basados en una temperatura ambiente de 30 °C.
Para temperaturas ambientes distintas de 30 °C, multiplicaque las anteriores capacidades permisibles
por el factor correspondiente de los que se indican a continuación:
Rango de temperatura del conductor
Temperatura ambiente
en °C
60 ºC
75 ºC
90 ºC
10 o menos
11 - 15
16 - 20
21 - 25
1,29
1,22
1,15
1,08
1,20
1,15
1,11
1,05
1,15
1,12
1,08
1,04
26 - 30
31 - 35
36 - 40
41 - 45
1,00
0,91
0,82
0,71
1,00
0,94
0,88
0,82
1,00
0,96
0,91
0,87
46 - 50
51 - 55
56 - 60
61 - 65
0,58
0,41
-----
0,75
0,67
0,58
0,47
0,82
0,76
0,71
0,65
66 - 70
91 - 75
76 - 80
81 - 85
---------
0,33
-------
0,58
0,50
0,41
0,29
Cuando el número de conductores activos en un cable o canalización sea mayor a tres, la capacidad
de conducción de corriente indicada en la tabla 310-15(b)(16) se debe reducir como se indica en
la siguiente tabla. No se debe tomar en cuenta el conductor de tierra como activo para aplicar estos
factores:
Tabla 310-15(b)(3)(a).Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una
canalización o cable.
Número de conductores activos
Porcentaje de valor de la tabla 310-16
De 4 a 6
80
De 7 a 9
70
De 10 a 20
50
De 21 a 30
45
De 31 a 40
40
41 y más
35
Para nuestro ejemplo vamos a determinar el calibre de los conductores del circuito derivado No.1 ,de
alumbrado general, y del circuito alimentador. Los demás circuitos se dejan como ejercicio para el lector.
178
Normatividad y diseño
El circuito derivado No.1 de alumbrado general cubre las siguientes zonas:
• Patio frontal AO1
• Cochera AO2
• Pasillo y Cuarto de lavado AO3
• Sala de descanso AO14
• Comedor AO15
• Cocina AO16
• Patio de servicio AO17
De acuerdo con lo visto anteriormente el circuito derivado No. 1 , de alumbrado general, tiene una
protección contra sobrecorriente de 15 A, por lo tanto la capacidad de conducción de corriente de los
cables de este circuito debe ser mayor o igual a 15 A. En la figura 4,17 se muestra una vista de planta de
las canalizaciones de este circuito. En las figuras 4.30, 4.31, 4.33, 4.35, 4.53, 4.54, 4.56, 4.58 y 4.60, se
muestra el alambrado de las canalizaciones de este circuito.
En la canalización entre el centro de carga y la luminaria de centro del patio frontal existen 6
conductores activos, como se puede apreciar en la figura 4,31 Estos conductores son las tres fases de los
circuitos derivados No.1, No. 5 y No.11, los neutros de los circuitos derivados No.1, No. 5 y No.11.
Esta canalización es la de mayor concentración de conductores activos del circuito derivado No. 1 de
alumbrado general, y por lo tanto es el lugar más crítico del circuito, en lo que se refiere a capacidad de
conducción de corriente. si calculamos el calibre de los conductores para esta canaliazación, vamos a
estar protegidos en las demás canalizaciones de este circuito.
En la canalización entre el centro de carga y la luminaria de centro del patio frontal existen 6
conductores activos, como se puede apreciar en la figura 4,31 Estos conductores son las tres fases de los
circuitos derivados No.1, No. 5 y No.11, los neutros de los circuitos derivados No.1, No. 5 y No.11.
Esta canalización es la de mayor concentración de conductores activos del circuito derivado No. 1 de
alumbrado general, y por lo tanto es el lugar más crítico del circuito, en lo que se refiere a capacidad de
conducción de corriente. Si calculamos el calibre de los conductores para esta canaliazación, vamos a
estar protegidos en las demás canalizaciones de este circuito.
Como lo mencionamos anteriormente, los conductores para este circuito tienen que ser de 60 °C,
ya que maneja menos de 100 A. Vamos a considerar que la unidad de vivienda de nuestro ejemplo se
encuentra en la ciudad de Monterrey y que la temperatura ambiente máxima es de 40 °C. De acuerdo
con la columna para cables de 60 °C de la tabla tabla 310-15(b)(2)(a), de la NOM-001--SEDE-2012
a la capacidad de conducción de corriente de un cable indicada en dicha tabla le corresponde un factor
de corrección por temperatura de 0,82.
De acuerdo con la tabla 310-15(b)(3)(a), de la NOM-001-SEDE-2012, le corresponde un factor
de corrección por agrupamiento de 80%. Esto significa que, para este caso la capacidad de conducción
de corriente de los cables indicada en la tabla 310-15(b)(16) de la NOM-001-SEDE-2012, debe
multiplicarse por 0,82 y por 0,80. Tomando en cuenta eso tenemos:
179
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tabla 23
Capacidad de conducción de corriente corregida
Capacidad de conducción de
corriente para cobre de acuerdo
con la tabla 310-15 (b) (16)
corregida por temperatura
ambiente y por agrupamiento (x
0,82 x 0,8)
[A]
(AWG)
Capacidad de conducción de
corriente para cobre de acuerdo con
la tabla 310-15 (b) (16)
[A]
2,08 (14)
15
9,84
3,31 (12)
20
13,12
5,26 (10)
30
19,68
8,37 (8)
40
26,24
Tamaño nominal mm2
De acuerdo con esto, para el circuito derivado No.1, de alumbrado general, le corresponde por capacidad
de conducción de corriente un calibre mínimo de 3,31mm2 (12 AWG).
Para el caso del circuito alimentador el dipositivo de protección contra sobrecorriente es de 60 A, por
lo tanto la capacidad de conducción de corriente de las cables para este circuito (incluyendo el neutro),
debe ser mayor o igual a 60 A. En la figura 4.30 se aprecia que existen tres conductores activos, que son
las dos fases y el neutro.
De acuerdo con la tabla presentada anteriormente, para tres conductores activos, a la capacidad de
conducción de corriente de un cable indicada en la tabla 310-15(b)(16) de la NOM-001-SEDE-2012, no
se le aplica factor de corrección por agrupamiento, es decir se multiplica por uno. Como lo mencionamos
anteriormente, los conductores para este circuito tienen que ser de 60 °C, ya que maneja menos de
100 A. De acuerdo con la columna para cables de 60 °C de la tabla 310-15(b)(16), de la NOM001--SEDE-2012, a la capacidad de conducción de corriente de un cable indicada en dicha tabla le
corresponde un factor de corrección por temperatura de 0,82, ya que la temperatura ambiente máxima
es de 40 °C. Esto significa que para este caso la capacidad de conducción de corriente de los cables
indicada en la tabla 310-15(b)(16), de la NOM-001-SEDE-2012 debe multiplicarse por 1 y por 0,82.
tomando en cuenta eso, tenemos:
Tabla 24
Tamaño nominal mm2
(AWG)
Capacidad de conducción de
corriente para cobre de acuerdo con
la tabla 310-15(b)(16)
[A]
Capacidad de conducción
de corriente para cobre de
acuerdo con la tabla 310-15 (b)
(16) corregida por temperatura
ambiente y por agrupamiento (0.82
x 1)
13.3 (6)
55
45,1
21,2 (4)
70
57,4
De acuerdo con esto, para el circuito de alimentación le corresponde –por capacidad de conducción de
corriente– un calibre mínimo de 21,2 mm2 (4 AWG). Es importante mencionar que de acuerdo con el
artículo 215-2, inciso a), subinciso 3) de la NOM-001-SEDE-2012:
180
Normatividad y diseño
La capacidad de conducción de corriente de los conductores del alimentador no debe ser inferior a la de
los conductores de entrada de acometida cuando los conductores del alimentador transporten el total de la
carga alimentada por los conductores entrada de acometida con una capacidad de conducción de corriente
de 55 A o menos.
Determinación del tamaño del conductor con base en la caída de tensión máxima recomendada
La caída de tensión en cables, en porcentaje, puede calcularse con las siguientes fórmulas que
proporcionan un valor bastante aproximado al real; y siempre mayor o igual a este último:
•
Para circuitos monofásicos:
2ZLI
∆V = _______ 100
Vo
•
(4.5)
Para circuitos trifásicos:
√3ZLI
_________
∆V =
100
Vff
(4.6)
Donde:
∆V = Caída de tensión en el cable, en porcentaje
I = Corriente eléctrica que pasa por el cable, en amperes
L = Longitud del circuito, en km
Vo = Voltaje de fase a tierra, en volts
Vff = Voltaje entre fases, en volts
Z = Impedancia eléctrica del cable, en ohms/km. La cual está dada por la siguiente fórmula:
Z = √R² + XL²
(4.7)
Donde:
R = Resistencia eléctrica del conductor a la corriente alterna a la temperatura de operación, en ohms/km
XL = Reactancia inductiva del cable en ohms/km
A continuación presentamos una tabla que contiene la resistencia en corriente alterna a 75 °C, la
reactancia inductiva y la impedancia de cables de cobre dentro de un tubo (conduit). En nuestro caso,
los cables van a operar a una temperatura de 60 °C, porque manejan una corriente menor o igual a
100 A. Sin embargo, la diferencia entre estas resistencias es pequeña y haciendo los cálculos de caída de
tensión utilizando una resistencia eléctrica a 75 °C, en lugar de 60 °C, nos resultan un valor protegido.
Las impedancias mostradas en esta tabla son considerando un factor de potencia unitario en la carga.
181
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tabla 25
Tamaño nominal
del conductor
Reactancia
inductiva (ohm/km)
Resistencia en corriente
alterna a 75 °C (ohm/km)
Impedancia (ohm/km)
mm2
AWG
kcmil
Conduit
de
PVC o Al
Conduit
de acero
Conduit
de PVC
Conduit
de Al
Conduit
de acero
Conduit
de PVC
Conduit
de Al
Conduit
de acero
2,08
3,31
5,26
8,37
13,3
21,2
26,67
33,6
42,4
53,5
67,4
85,0
107
127
152
177
203
253
304
380
507
14
12
10
8
6
4
3
2
1
1/0
2/0
3/0
4/0
250
300
350
400
500
600
750
1000
0,190
0,177
0,164
0,171
0,167
0,157
0,154
0,148
0,151
0,144
0,141
0,138
0,135
0,135
0,135
0,131
0,131
0,128
0,128
0,125
0,121
0,240
0,223
0,207
0,213
0,210
0,197
0,194
0,187
0,187
0,180
0,177
0,171
0,167
0,171
0,167
0,164
0,161
0,157
0,157
0,157
0,151
10,2
6,562
3,937
2,559
1,608
1,017
0,820
0,623
0,492
0,394
0,328
0,253
0,203
0,171
0,144
0,125
0,108
0,089
0,075
0,062
0,049
10,2
6,56
3,94
2,56
1,61
1,02
0,820
0,656
0,525
0,427
0,328
0,269
0,220
0,187
0,161
0,141
0,125
0,105
0,092
0,079
0,062
10,2
6,56
3,94
2,56
1,61
1,02
0,820
0,656
0,525
0,394
0,328
0,259
0,207
0,177
0,148
0,128
0,115
0,095
0,082
0,069
0,059
10,2
6,56
3,94
2,56
1,62
1,03
0,835
0,641
0,515
0,419
0,357
0,288
0,244
0,217
0,197
0,181
0,170
0,156
0,149
0,139
0,131
10,2
6,56
3,94
2,56
1,62
1,03
0,835
0,673
0,546
0,450
0,357
0,302
0,258
0,230
0,210
0,193
0,181
0,166
0,158
0,147
0,136
10,2
6,57
3,94
2,57
1,62
1,04
0,843
0,682
0,557
0,433
0,373
0,310
0,266
0,246
0,223
0,208
0,198
0,184
0,178
0,172
0,162
Para el circuito derivado No.1, de alumbrado general, de nuestro ejemplo, tenemos que la longitud a la
salida más lejana es desde el tablero, hasta una de las luminarias de la cocina, de acuerdo a figura 4.17.
Tambien se considera la distancia hacia el apagador correspondiente. Esta longitud es de:
L= 1,13 + 2,5 + 2,2 + 2,3 + 1,8 + 1,8 + 1,5 + 1,5 + 2 = 16,7 m
De acuerdo con la fórmula 4.5 de la página 176 y con la tabla indicada arriba, tenemos que la caída máxima
de tensión en este circuito derivado, considerando el conductor de 3,31 mm2 (12 AWG) que calculamos
por capacidad de conducción de corriente, es de (vamos a emplear conduits de PVC como canalización):
2 (6,56 ohm/km) (0,0167 km) (11,87 A)
∆V = ____________________________________ = 2,04 %
127 V x 100
Como la caída es menor al 3%, el calibre 3,31 mm2 (12 AWG) que se seleccionó por capacidad de
conducción de corriente cumple también con caída de voltaje. En algunos casos, sin embargo, si la caída
de voltaje en el alimentador es de 3%, la caída máxima de voltaje en el circuito derivado debe ser de 2%,
para que el total sea de menos del 5%. Si este fuera el caso, sería necesario seleccionar un calibre mayor
que cumpliera con una caída máxima de 2%. Seleccionando el calibre 5,26 mm2 (10 AWG), tenemos
la siguiente caída de voltaje:
2 (3,94 ohm/km) (0,0167 km) (11,87 A)
∆V = ____________________________________________________ = 1,22 %
127 V x 100
De acuerdo con esto, con este calibre se cumple con una caída menor al 2%. En el caso del alimentador
tenemos una distancia menor a 5 m. De acuerdo con la fórmula 4.5 (empleamos la fórmula para
182
Normatividad y diseño
circuitos monofásicos, ya que puede darse el caso crítico de que sólo una fase esté conectada y funcione
como circuito monofásico), y a la tabla indicada arriba, tenemos que la caída máxima de tensión en
este circuito, considerando el conductor de 21,2 mm2 (4 AWG) que calculamos por capacidad de
conducción de corriente, es de (vamos a considerar ducto de PVC como canalización):
2(1,03 ohm/km) (0,005 km) (42,09 A)
__________________________________
∆V =
100 = 0,34 %
127 V x 100
De acuerdo con esto, la caída de voltaje en el alimentador es menor al 3 y al 2%, por lo que el conductor
de 21,2 mm2 (4 AWG) que calculamos por capacidad de conducción de corriente, cumple con la caída
de voltaje requerida.
Selección de calibre de los conductores de puesta a tierra de equipos o de tierra
En la página 49 de este documento se explica la finalidad del aterrizaje de las partes metálicas de equipos
y objetos, por medio del conductor de puesta a tierra de equipos o de tierra, el conductor del electrodo
de puesta a tierra y el electrodo de puesta a tierra. También se menciona la finalidad del puente de unión
que debe existir entre el conductor de tierra y el neutro, que se encuentra en el equipo de acometida.
En la siguiente figura se presenta un esquema en el que se muestra la puesta a tierra de partes metálicas
de equipos y objetos, en la que se pueden apreciar sus componentes y su función.
Contacto del conductor
de fase con la carcasa
metálica de la lavadora
Cuchillas
desconectadoras
Conductor vivo
o de fase
Trayectoria de
la corriente
en el circuito
Transformador
de la compañía
suministradora
Conductor
neutro
Receptáculo
Dispositivo de
protección por
sobrecorriente
Clavija
Puente de unión
Con el aterrizaje de la carcasa
metálica de la lavadora se evita
que la corriente pase por el
cuerpo de la persona
Conductor Conductor del
electrodo de
de tierra
puesta
a tierra
La corriente regresa por el
conductor de tierra (verde),
pasa por el puente de unión
al conductor neutro y regresa
por el conductor neutro al
transformador
Electrodo de
puesta a tierra
Neutro del
transformador
aterrizado
El regreso de la corriente por el neutro representa un camino de baja impedancia que produce un
cortocircuito, para que el dispositivo de protección por sobrecorriente opere y desconecte el circuito.
Símbolo usado para el aterrizaje.
183
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
El aterrizaje comprende la interconexión de todas las envolventes metálicas del circuito y su conexión a
tierra. Estas envolventes son: carcasas metálicas de equipos, canalizaciones metálicas, cajas de conexión
metálicas, partes metálicas de tableros, contactos, interruptores, etc.
De acuerdo con la sección 250-122, de la NOM-001-SEDE-2012, el tamaño nominal de los conductores
de puesta a tierra de equipo, de cobre o aluminio, no debe ser inferior a los especifiacado en la siguiente
tabla 250-122.
Tabla 250-122.Tamaño mínimo de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones y equipos
Capacidad o ajuste del dispositivo
automático de protección contra
sobrecorriente en el circuito antes
de los equipos, canalizaciones,
etc., sin exceder de:
Tamaño
Cable de aluminio o aluminio
con cobre
Cobre
mm 2
AWG o
kcmil
14
___
___
3,31
12
___
___
60
5,26
10
___
___
100
8,37
8
___
___
200
13,30
6
21.20
4
300
21,20
4
33.60
2
400
33,60
2
42.40
1
500
33,60
2
53.50
1/0
600
42,40
1
67.40
2/0
800
53,50
1/0
85.00
3/0
1 000
67,40
2/0
107
4/0
1 200
85,00
3/0
127
250
1 600
107
4/0
177
350
2 000
127
250
203
400
2 500
177
350
304
600
3 000
203
400
304
600
4 000
253
500
380
750
5 000
355
700
608
1 200
6 000
405
800
608
1 200
(amperes)
mm 2
15
2,08
20
AWG o
kcmil
Para el circuito derivado No. 1, de alumbrado general, como el dispositivo de protección contra
sobrecorriente es de 15 A, le corresponde un conductor de puesta a tierra de cobre de 2,08 mm2 (14
AWG). Para el circuito alimentador, como el dispositivo de protección contra sobrecorriente es de 60A
por cada fase, le corresponde un conductor de puesta a tierra de cobre de 5,26 mm2 (10 AWG).
184
Normatividad y diseño
Selección del calibre del conductor del electrodo de puesta a tierra
En las figuras 4.30 y 4.32 se muestran las conexiones y la localización del conductor del electrodo
de puesta a tierra, en nuestro ejemplo. El tamaño nominal del conductor del electrodo de puesta a
tierra de una instalación de c.a. no debe ser inferior a lo especificado en la tabla 250-66, de la NOM001-SEDE-2012, la cual reproducimos a continuación:
Tabla 250-66.Conductor del electrodo de puesta a tierra para sistemas de corriente alterna
Tamaño nominal del mayor conductor de entrada a la acometida
o sección equivalente de conductores en paralelo mm²
(AWG o kcmil)
Tamaño nominal del conductor al
electrodo de tierra mm²
(AWG o kcmil)
Cobre
Aluminio
Cobre
Aluminio
33,6 (2) o menor
53,5 (1/0) o menor
8,37 (8)
13,3 (6)
42,4 ó 53,5 (1 ó 1/0)
67,4 ó 85,0 (2/0 ó 3/0)
13,3 (6)
21,2 (4)
67,4 ó 85,0 (2/0 ó 3/0)
4/0 ó 250 kcmil
21,2 (4)
33,6 (2)
Más de 85,0 a 177
(3/0 a 350)
Más de 127 a 253
(250 a 500)
33,6 (2)
53,5 (1/0)
Más de 177 a 304
(350 a 600)
Más de 253 a 456
(500 a 900)
53,5 (1/0)
85,0 (3/0)
Más de 304 a 557,38
(600 a 1 100)
Más de 456 a 887
(900 a 1 750)
67,4 (2/0)
107 (4/0)
Más de 557,38 (1 100)
Más de 887 (1 750)
85,0 (3/0)
127 (250)
“Cuando no hay conductores de acometida, el tamaño del conductor del electrodo de puesta a tierra
se deberá determinar por el tamaño equivalente del conductor más grande de acometida requerido
para la carga a alimentar.
a Esta tabla también aplica para los conductores derivados de sistemas derivados separados de corriente alterna.
b Ver 250-64(a) para restricciones de la instalación.”
De acuerdo con la sección 250-64, inciso b) de la NOM-001-SEDE-2012, un conductor del electrodo
de puesta a tierra o su envolvente debe sujetarse firmemente a la superficie sobre la que va instalado. Un
conductor de cobre o aluminio de 21,2 mm2 (4 AWG) o superior se debe proteger si está expuesto a
daño físico severo. Se puede llevar un conductor de puesta a tierra de 13,3 mm2 (6 AWG) que no esté
expuesto a daño físico, a lo largo de la superficie del edificio sin tubería o protección metálica, cuando
esté sujeto firmemente al edificio; si no, debe ir en tubo (conduit) metálico tipo pesado, semipesado,
ligero, en tubo (conduit) no metálico tipo pesado o en cable armado. Los conductores de puesta a
tierra de tamaño nominal inferior a 13,3 mm2 (6 AWG) deben alojarse en tubo (conduit) metálico tipo
pesado, semipesado, ligero, en tubo (conduit) no metálico tipo pesado o en cable armado. Esta sección
también indica que las envolventes metálicas del conductor del electrodo de puesta a tierra deben ser
eléctricamente continuas desde el punto de conexión a los envolventes o equipo hasta el electrodo de
puesta a tierra, y deben estar sujetas firmemente a las abrazaderas o herrajes de tierra. Las envolventes
metálicas que no sean continuas físicamente desde el envolvente o equipo hasta el electrodo de puesta
a tierra, se deben hacer eléctricamente continuas mediante un puente de unión de sus dos extremos al
185
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
conductor de puesta a tierra. Para nuestro ejemplo, suponemos un conductor de entrada a la acometida
de 21,2 mm2 (4 AWG), ya que el alimentador tiene ese calibre y la acometida no puede tener un
conductor menor. De acuerdo con esto, el conductor de cobre del electrodo de puesta a tierra debe
tener un tamaño míimo de 8,37mm2 (8 AWG). Por protección lo vamos a alojar dentro de una tubería
metálica, y los extremos de esta tubería van a estar en contacto eléctrico con el conductor del electrodo
de puesta a tierra.
Electrodo de puesta a tierra
En las figuras 4.27 y 4.29 de las páginas 228 y 230, respectivamente, se muestran la conexión y la
localización del electrodo de puesta a tierra, en nuestro ejemplo. De acuerdo con la secciones 250-52 y
250-53 de la NOM-001-SEDE-2012, uno o varios de los siguientes sistemas interconectados entre sí,
se consideran como electrodos de puesta a tierra.
Los electrodos permitidos para puesta a tierra son los que se indican de (a) a (d). En ningún caso se
permite que el valor de resistencia a tierra del sistema de electrodos de puesta a tierra sea superior a 25 Ω.
Tubería metálica subterránea para agua. Una tubería metálica subterránea para agua en contacto
directo con la tierra a lo largo de 3 m o más (incluidos los ademes metálicos de pozos efectivamente
unidos a la tubería) y con continuidad eléctrica (o continua eléctricamente mediante la unión de las
conexiones alrededor de juntas aislantes, o secciones aislantes de tubos) hasta los puntos de conexión
del conductor del electrodo de puesta a tierra y de los conductores de unión. La continuidad de la
trayectoria de puesta a tierra o de la conexión de unión de la tubería interior no se debe hacer a través
de medidores de consumo de agua, filtros o equipos similares. Una tubería metálica subterranea para
agua se debe complementar mediante un electrodo adicional del tipoo especificado en 250-53, inicso d),
subinciso 2). Se permite que este electrodo de puesta a tierra suplementario esté unido al conductor del
electrodo de puesta a tierra, al conductor de la acometida puesto a tierra, la canalización de la acometida
puesta a tierra o cualquier envolvente de la acometida puesto a tierra.
Cuando este electrodo suplementario sea prefabricado como se establece en 250-53(g) ó 250-53(h),
se permite que la parte del puente de unión que constituya la única conexión con dicho electrodo
suplementario no sea mayor que un cable de cobre de 13,3 mm2 (6 AWG) o un cable de aluminio de
21,2 mm2 (4 AWG).
Excepción: Se permite que el electrodo de puesta a tierra suplementario vaya conectado a la tubería
metálica interior para agua en cualquier punto que resulte conveniente, como se exlplica en la Excepción
de 250-68(c)(1).
Acero estructural del edificio o estructura. El acero estructural de un edificio o estructura, cuando está
conectada a la tierra mediante uno o mas de los métodos indicados en 250-52, iniciso a), subinciso 2),
la NOM-001-SEDE-2012.
Electrodo recubierto en concreto. Un electrodo empotrado como mínimo 50 mm en concreto,
localizado en y cerca del fondo de un cimiento o zapata que esté en contacto directo con la tierra y
que conste como mínimo de 6 m de una o más varillas de acero desnudo o galvanizado o revestido de
cualquier otro recubrimiento eléctricamente conductor, de no menos de 13 mm de diámetro o como
mínimo 6 m de conductor de cobre desnudo de tamaño nominal no inferior a 21,2 mm2 (4 AWG).
Anillo de tierra. Un anillo de tierra que rodee el edificio o estructura, en contacto directo con la tierra y
a una profundidad mínima de 75 cm que conste como mínimo de 6 m de conductor de cobre desnudo
de tamaño nominal no inferior a 33,6 mm2 (2 AWG).
186
Normatividad y diseño
Otros sistemas o estructuras metálicas subterráneas locales. Otros sistemas o estructuras subterráneas
metálicas locales, tales como sistemas de tuberías, tanques subterráneos y el ademe metálico de pozos
subterráneos que no están unidos a una tubería metálica para agua.
Electrodos de varilla o tubería. Los electrodos de varilla y no deben tener menos de 2,44 m de longitud,
deben ser del material especificado a continuación y estar instalados del siguiente modo:
1) Los electrodos de puesta a tierra consistentes en tubería o tubo (conduit) no deben tener un
tamaño nominal inferior a 21 mm (diámetro) y, si son de hierro o acero, deben tener su superficie
exterior galvanizada o revestida de cualquier otro metal que los proteja contra la corrosión.
2) Los electrodos de puesta a tierra tipo varilla de acero inoxidable o de acero recubierto con cobre o
zinc deben tener como mínimo 16 milímetros de diámetro.
3) El electrodo se debe instalar de manera que al menos una longitud de 2.44 metros esté en
contacto con la tierra. Se debe enterrar a una profundidad mínima de 2.44 metros a menos que,
cuando se encuentre roca en la parte baja, el electrodo se debe enterrar en un ángulo oblicuo no
mayor de 45 grados respecto a la vertical o, cuando se encuentra un fondo rocoso en un ángulo
de más de 45 grados, se debe permitir que el electrodo se entierre en una zanja de por lo menos
75 centímetros de profundidad. El extremo superior del electrodo debe estar a nivel o por debajo
del nivel del suelo, a menos que el extremo superior que está encima del suelo y el dispositivo
para conectar el conductor del electrodo de puesta a tierra estén protegidos contra daños físicos,
tal como se especifica en 250-10.
Electrodos de placas. Los electrodos de puesta a tierra de placas deben tener en contacto con el
suelo un mínimo de 0,2 m2 de superficie y se deben instalar a una distancia mínima de 75 cm por
debajo de la superficie de la tierra.. Los electrodos de puesta a tierra de placas de hierro o de acero
deben tener un espesor mínimo de 6,4 mm. Los electrodos de puesta a tierra de metales no ferrosos
deben tener un espesor mínimo de 1,52 mm.
No se deben usar como electrodos de puesta a tierra de sistemas eléctricos y de equipo los siguientes:
a) Un sistema de tubería metálica subterránea de gas.
b) Electrodos de aluminio.
c) Conductores de puesta a tierra de pararrayos ni tubos, varillas u otros electrodos fabricados
utilizados para poner a tierra las bajadas de los pararrayos. Esto no impide cumplir con los requisitos
de conexión de los electrodos de puesta a tierra de diversos sistemas, ya que si se interconectan
todos los electrodos de puesta a tierra de distintos sistemas, limitan la diferencia de potencial entre
ellos y entre sus correspondientes sistemas de alambrado. De acuerdo con la sección NOM-001SEDE-2012, las canalizaciones, envolventes, estructuras y otras partes metálicas de equipo eléctrico
que no transporten normalmente corriente eléctrica, se deben mantener alejadas 1,8 m como
mínimo de los conductores de bajada de las varillas pararrayos o deberán interconectarse cuando la
distancia a los conductores sea inferior a 1,8 m.
De acuerdo con el artículo 250-50 de la NOM-001-SEDE-2012, un electrodo único especialmente
construido que consista en una varilla, tubería o placa y que no tenga una resistencia a tierra de 25 Ω o
menos, se debe complementar con un electrodo adicional de cualquiera de los tipos indicados. Cuando
se instalen varios electrodos de barras, tubos o placas, se deben colocar a una distancia mínima de 1,8 m
entre sí y deben estar efectivamente conectados entre sí. La instalación en paralelo de varillas de más de
2,4 m aumenta la eficiencia si se separan más de 1,8 m.
Para nuestro ejemplo vamos a considerar un electrodo de puesta a tierra que consiste en una varilla de
acero recubierta de cobre de 3 m de largo con un diámetro de 16 mm. Esta varilla va a estar enterrada
en el terreno donde indica la figura 4.29 de la página 230.
187
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Selección de la tubería conduit
El artículo 100 de la NOM-001-SEDE-2012, proporciona las siguientes definiciones:
• Canalización: Canal cerrado de materiales metálicos o no metálicos expresamente diseñado para
contener alambres, cables o barras conductoras.
• Tubo conduit: Sistema de canalización diseñado y construido para alojar conductores en instalaciones
eléctricas, de forma tubular, sección circular.
Para instalaciones de unidades de vivienda en México se usa por lo general tubo (conduit). El tamaño
mínimo del tubo (conduit) se selecciona en función del tamaño y número de conductores que va a alojar.
El número de conductores en un tubo (conduit) no debe exceder el porcentaje de ocupación indicado
en la tabla 1 del capítulo 10, de la NOM-001-SEDE-2012, la cual reproducimos a continuación:
Tabla 1.Porcentaje de la sección transversal en tubo conduit y en tubería para los conductores
Número de conductores
Todos los tipos de conductores
Uno
Dos
Más de dos
53
31
40
NOTA: Esta tabla 10-1 se basa en las condiciones más comunes de cableado y alineación de los conductores, cuando la longitud de
los tramos y el número de curvas de los cables están dentro de límites razonables. Sin embargo, en determinadas condiciones se podrá
ocupar una parte mayor o menor de los conductos.
Para calcular el porcentaje de ocupación de los tubos se emplea la siguiente fórmula:
ATC
POC = ________ 100
ATIT
(4.8)
Donde:
POC = Porcentaje de ocupación del tubo (conduit)
ATC = Suma de las áreas transversales de cada cable que va a alojar el tubo, en mm2. El área transversal
de cada cable se calcula con la siguiente fórmula:
3,1416
_________
AC =
DEC2
(4.9)
4
Donde:
AC = Área transversal de cable, en mm2
DEC = Diámetro exterior del cable, en mm
ATIT = Área transversal interna del tubo (conduit), en mm2. El área transversal interna del tubo
(conduit) se calcula con la siguiente fórmula:
3,1416
__________
ATIT =
DIT2
4
Donde:
DIT = Diámetro interno del tubo (conduit), en mm
188
(4.10)
Normatividad y diseño
Para calcular el porcentaje de ocupación de los cables en tubo (conduit), se deben tener en cuenta los
conductores de puesta a tierra de los equipos, cuando se utilicen. En los cálculos se debe utilizar la
dimensión real y total de los conductores, tanto si están aislados como desnudos.
Cuando se instalen tres conductores o cables en la misma canalización, si la relación entre el diámetro
interior de la canalización y el diámetro exterior del cable o conductor está entre 2.8 y 3,2 se podrían
atascar los cables dentro de la canalización, por lo que se debe instalar una canalización de tamaño
inmediato superior. Aunque también se pueden atascar los cables dentro de una canalización cuando se
utilizan cuatro o más, la probabilidad de que esto suceda es muy baja.
Las dimensiones internas de los diferentes tipos de tubo conduit metálico están dadas por la tabla 4,
del capitulo 10, de la NOM-001-SEDE-2012.
Tabla 4.Dimensiones y porcentaje disponible para los conductores del área del tubo conduit no metálico ligero
tipo ENT, tubo conduit metálico ligero tipo EMT y tubo conduit metálico semipesado tipo IMC
Tubo conduit no metálico ligero tipo ENT
Desiganción
métrica
Tamaño
comercial
60% del
área total
Un
conductor
fr= 53%
mm
mm2
mm2
mm2
mm2
49
63
Diámetro
interno
100% del
área total
mm
2
Dos
Más de 2
conductores conductores
fr= 31%
fr= 40%
16
1/2
14.2
158
95
84
21
3/4
19.3
293
176
155
91
117
27
1
25.4
507
304
269
157
203
35
1 1/4
34
908
545
481
281
363
41
1 1/2
39.9
1 250
750
663
388
500
53
2
51.3
2 067
1 240
1 095
641
827
63
2 1/2
___
___
___
___
___
___
78
3
___
___
___
___
___
___
91
3 1/2
___
___
___
___
___
___
Tubo conduit metálico ligero tipo EMT
Desiganción
métrica
Tamaño
comercial
60% del
área total
Un
conductor
fr= 53%
mm
mm2
mm2
mm2
mm2
Diámetro
interno
100% del
área total
mm
2
Dos
Más de 2
conductores conductores
fr= 31%
fr= 40%
16
1/2
15.8
196
118
104
61
78
21
3/4
20.9
343
206
182
106
137
27
1
26.6
556
333
295
172
222
35
1 1/4
35.1
968
581
513
300
387
41
1 1/2
40.9
1 314
788
696
407
526
53
2
52.5
2 165
1 299
1 147
671
866
63
2 1/2
69.4
3 783
2 270
2 005
1 173
1 513
78
3
85.2
5 701
3 421
3 022
1 767
2 280
91
3 1/2
97.4
7 451
4 471
3 949
2 310
2 980
103
4
110.1
9 521
5 712
5 046
2 951
3 808
189
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Tubo conduit metálico semipesado tipo IMC
Desiganción
métrica
Tamaño
comercial
60% del
área total
Un
conductor
fr= 53%
mm
mm2
mm2
mm2
mm2
Diámetro
interno
100% del
área total
mm
2
Dos
Más de 2
conductores conductores
fr= 31%
fr= 40%
12
2/8
___
___
___
___
___
___
16
1/2
16.80
222
133
117
69
89
21
3/4
21.90
377
226
200
117
151
27
1
28.10
620
372
329
192
248
35
1 1/4
36.80
1 064
638
564
330
425
41
1 1/2
42.70
1 432
859
759
444
573
53
2
54.60
2 341
1 405
1 241
726
937
63
2 1/2
64.90
3 308
1 985
1 753
1 026
1 323
78
3
80.70
5 115
3 069
2 711
1 586
2 046
91
3 1/2
93.20
6 822
4 093
3 616
2 115
2 729
103
4
105.40
8 725
5 235
4 624
2 705
3 490
Para otros tipos de tubos conduit, consultar la tabla 4 del capitulo 10 de la NOM-001-SEDE-2012.
Para tubo (conduit) flexible metálico o no-metálico y para tubo (conduit) de PVC y de polietileno,
los cálculos deberán basarse en las dimensiones interiores reales proporcionadas por el fabricante o
indicadas en la norma de producto.
190
Normatividad y diseño
Las dimensiones de los cables se proporcionan en la tabla 5, de la NOM-001-SEDE-2012, la cual
reproducimos a continuación:
Tabla 5.Dimensiones de algunos tipos de conductores aislados para baja tensión (600 V)
Tamaño o designación
Tipos THW, THHW y THW-2
Tipos RHH, RHW, y RHW-2
Tipos XHHW y XHHW-2
mm2
AWG 0
kcmil
Diámetro
Aprox.
mm
Área
Aprox.
mm2
Diámetro
Aprox.
mm
Área
Aprox.
mm2
Diámetro
Aprox.
mm
Área
Aprox.
mm2
2.08
14
3.378
8.968
4.902
18.90
3.378
8.968
3.31
12
3.861
11.68
5.385
22.77
3.861
11.68
5.26
10
4.470
15.68
5.994
28.19
4.470
15.68
8.37
8
5.994
28.19
8.280
53.87
5.994
28.19
13.3
6
7.722
46.84
9.246
67.16
6.960
38.06
21.2
4
8.941
62.77
10.46
86.00
8.179
52.52
26.7
3
9.652
73.16
11.18
98.13
8.890
62.06
33.6
2
10.46
86.00
11.99
112.9
9.703
73.94
42.4
1
12.50
122.6
14.78
171.6
11.23
98.97
53.5
1/0
13.51
143.4
15.80
196.1
12.24
117.7
67.4
2/0
14.68
169.3
16.97
226.1
13.41
141.3
85.0
3/0
16.00
201.1
18.29
262.7
14.73
170.5
107
4/0
17.48
239.9
19.76
306.7
16.21
206.3
127
250
19.43
296.5
22.73
405.9
17.91
251.9
152
300
20.83
340.7
24.13
457.3
19.30
292.6
177
350
22.12
384.4
25.43
507.7
20.60
333.3
203
400
23.32
427.0
26.62
556.5
21.79
373.0
253
500
25.48
509.7
28.78
650.5
23.95
450.6
304
600
28.27
627.7
31.57
782.9
26.75
561.9
355
700
30.07
710.3
33.38
874.9
28.55
640.2
380
750
30.94
751.7
34.24
920.8
29.41
679.5
405
800
31.75
791.7
35.05
965.0
30.23
717.5
456
900
33.38
874.9
36.68
1 057
31.85
796.8
507
1 000
34.85
953.8
38.15
1 143
33.32
872.2
* Los cables tipo RHH, RHW, RHW-2, sin recubrimiento exterior.
Nota: Para designaciones diferentes consultar la tabla 5 de NOM-001-SEDE-2012
191
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Para nuestro ejemplo vamos a seleccionar el tubo conduit de PVC del circuito derivado No.1 de la canalización
que va entre las dos lámparas de la cochera (veáse figura 4,33). Esta canalización lleva los siguientes cables: Tres
conductores de circuito derivado No.1 (el neutro que va al contacto con interruptor de falla a tierra, la fase que
va al apagador y al contacto con interruptor de falla a tierra y el conductor de retorno a las lámparas), más dos
conductores del circuito derivado No. 5 (fase y el neutro) más un conductor de puesta a tierra. De acuerdo
con nuestro cálculo, el tamaño de los conductores del circuito derivado No. 1 son de 3,31mm2 (12 AWG), los
conductores del circuito derivado No. 5 son de 5,26mm2 (10 AWG) y el conductor de tierra es de 3,31mm2
(12 AWG), de acuerdo a la tabla 250-122.
De acuerdo con la tabla 5 de la NOM-001-SEDE-2012, el área transversal de un conductor THW-LS de
5,26 mm2 (10 AWG) es de 15,7 mm2 y el área transversal de un conductor THW-LS de 3,31 mm2 (12AWG)
es de 11,7 mm2. La suma de las áreas transversales de cada cable que va a alojar el tubo es de 2 x 15,7 + 4 x
11,7 = 78,2 mm2
De acuerdo con la fórmula 4.8 de este documento, el porcentaje de ocupación de los cables para el tubo
(conduit) de 13 mm es de:
78,2
POC = _________ 100 = 49,49 %
158
Que es mayor al 40% permitido por la tabla 1 de la NOM-001-SEDE-2012, para más de dos conductores
en un tubo, por lo que se requiere una tubería mayor.
78,2
_________
POC =
100 = 26,68 %
293
192
Normatividad y diseño
Selección de las salidas, cajas de jalado y
de empalmes y cajas de paso
De acuerdo con la sección 300-15 de la NOM-001-SEDE-2012, Se debe instalar una caja en cada salida y
punto de interrupción para alambrado oculto.
Deben instalarse cajas de registro en cada punto de empalme de conductores, salida, punto de cambio o de
unión, punto de jalado para la conexión de los cables tipo AC, cables MC, cables con cubierta metálica, cables
con cubierta no metálica u otros cables. Debe instalarse una caja de registro en el punto de conexión entre
tal sistema de cables y un sistema de canalización, y entre cada salida y el punto de cambio para instalaciones
ocultas sobre aisladores.
De acuerdo con la sección 300-14 de la NOM-001-ESEDE-2012, en cada salida, punto de conexiones
y de interrupción se debe dejar libre, para empalmes o para la conexión de luminarias o dispositivos, una
longitud de 15 centímetros como mínimo, a excepción de los conductores que no son empalmados o que
terminan en cajas de salida o puntos de conexión.
De acuerdo con la sección 314-4, de la NOM-001-SEDE 2012, todas las cajas metálicas deben estar
puestas a tierra.
La sección 314-16, de la NOM-001-SEDE-2012 indica que las cajas y cajas de paso deben ser de
tamaño suficiente para que quede espacio libre para todos los conductores instalados. El volumen ocupado
calculado debe ser mayor o igual a la capacidad mínima o volumen de la caja. En tabla 314-16(a) de la
NOM-001-SEDE-2012 se muestran las capacidades mínimas de las cajas metálicas de tamaño comercial y
el máximo número de conductores del mismo tamaño que pueden contener. La forma de contar el número
de conductores que se pueden instalar en una caja, de acuerdo con la tabla tabla 314-16(a), es la siguiente:
a) Cada conductor que proceda de fuera de la caja y termine o esté empalmado dentro de la caja se debe
contar una vez.
b) Cada conductor que pasa a través de la caja sin empalmes ni terminaciones, se debe contar una vez.
193
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
A continuación reproducimos la tabla 314-16(a) :
Tabla 314-16 (a)
Cajas metálicas
Tamaño comercial de la caja
Volumen
mínimo
Centímetros
cm3
0,824
(18)
1,31
(16)
2,08
(14)
3,31
(12)
5,26
(10)
8,37
(8)
13,3
(6)
Número máximo de conductores*
mm2 (AWG)
10 x 3,2
Redonda/ Octagonal
205
8
7
6
5
5
5
2
10 x 3,8
Redonda/ Octagonal
254
10
8
7
6
6
5
3
10 x 5,4
Redonda/ Octagonal
353
14
12
10
9
8
7
4
10 x 3,2
Cuadrada
295
12
10
9
8
7
6
3
10 x 3,8
Cuadrada
344
14
12
10
9
8
7
4
10 x 5,4
Cuadrada
497
20
17
15
13
12
10
6
12 x 3,2
Cuadrada
418
17
14
12
11
10
8
5
12 x 3,8
Cuadrada
484
19
16
14
13
11
9
5
12 x 5,4
Cuadrada
689
28
24
21
18
16
14
8
7,50 x 5 x 3,8
De dispositivo
123
5
4
3
3
3
2
1
7,50 x 5 x 5
De dispositivo
164
6
5
5
4
4
3
2
7,50 x 5 x 5,7
De dispositivo
172
7
6
5
4
4
3
2
7,50 x 5 x 6,5
De dispositivo
205
8
7
6
5
5
4
2
7,50 x 5 x 7
De dispositivo
230
9
8
7
6
5
4
2
7,50 x 5 x 9
De dispositivo
295
12
10
9
8
7
6
3
10 x 5,40 x 3,8
De dispositivo
169
6
5
5
4
4
3
2
10 x 5,40 x 4,8
De dispositivo
213
8
7
6
5
5
4
2
10 x 5,40 x 5,4
De dispositivo
238
9
8
7
6
5
4
2
9,50 x 5 x 6,5
Caja / Tándem de
mampostería
230
9
8
7
6
5
4
2
9,50 x 5 x 9
Caja / Tándem de
mampostería
344
14
12
10
9
8
7
4
Profundidad mínima
4.45
FS - Cubierta / Tándem
individual
221
9
7
6
6
5
4
2
Profundidad mínima
6.03
FS - Cubierta / Tándem
individual
295
12
10
9
8
7
6
3
Profundidad mínima
4.45
FS - Cubierta / Tándem
múltiples
295
12
10
9
8
7
6
3
Profundidad mínima
6.03
FS - Cubierta / Tándem
múltiples
395
16
13
12
10
9
8
4
* Cuando no es requerido considerar volumen por 314-16 (b) (2) hasta (b) (5).
Las cajas que no coincidan con las de la tabla deben traer marcado su volumen en cm3.
194
Normatividad y diseño
Cuando en una caja se tengan cables de diferente tamaño, abrazaderas, accesorios de soporte, equipos
o dispositivos y conductores de puesta a tierra de equipo, el volumen ocupado se debe calcular como la
suma del volumen ocupado por cada uno de ellos. El volumen ocupado por cada elemento dentro de
la caja se toma de acuerdo con lo siguiente; no se toma en cuenta el volumen de accesorios pequeños,
como tuercas y boquillas:
1. Volumen ocupado por los conductores. El volumen ocupado por cada conductor en cm3 se debe calcular
a partir de la tabla 314-16(b) de la NOM-001-SEDE-2012, que reproducimos a continuación. No
se deben contar los conductores que no salgan de la caja.
Tabla 314-16(b).Volumen que es requerido considerar para cada conductor
Espacio libre dentro
de la caja para
cada conductor
Tamaño o designación
mm2
AWG
cm3
0,824
18
24.6
1,31
16
28.7
2,08
14
32.8
3,31
12
36.9
5,26
10
41
8,37
8
49.2
13,3
6
81.9
2. Volumen ocupado por las abrazaderas. Donde hay una o más abrazaderas internas para cables,
suministradas de fábrica o instaladas en obra, se debe dejar un volumen tal como el que se indica en
la tabla 314-16(b) para el conductor de mayor tamaño nominal que haya en la caja. No se deben
dejar tolerancias de volumen para conectadores cuyo mecanismo de sujeción quede fuera de la caja.
3. Volumen ocupado por los accesorios de soporte. Cuando hay en la caja uno o más accesorios o casquillos
para aparatos, se debe dejar un volumen tal como el que se indica en la tabla 314-16(b) para el
conductor de mayor tamaño nominal que haya en la caja por cada accesorio. Ejemplo de accesorios
de soporte son los que sostienen a las lámparas.
4. Volumen ocupado por equipos o dispositivos. Para cada abrazadera que contenga uno o más equipos
o dispositivos, se debe dejar un volumen doble del que se indica en la tabla 314-16(b) para el
conductor de mayor tamaño nominal que haya en la caja por cada equipo o dispositivo soportado
por esa abrazadera. Ejemplos de dispositivos incluidos aquí son los receptáculos o contactos y los
apagadores.
5. Volumen ocupado por los conductores de puesta a tierra de equipo. Cuando entre en una caja uno o
más conductores de puesta a tierra de equipo, se debe dejar un volumen tal como el que se indica
en la tabla 314-16(b) para el conductor de tierra de mayor tamaño nominal que haya en la caja.
Cuando en la caja se encuentren otros conductores de puesta a tierra de equipo, se debe calcular un
volumen adicional equivalente al del conductor adicional de tierra de mayor tamaño nominal. Para
195
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
•
•
•
•
nuestro ejemplo, vamos a calcular el tamaño en la caja de la lámpara que está en la cochera que se
interconecta con el apagador y la salida donde está instalado el contacto con interruptor de falla a
tierra (véase figura 4.33). Esta caja contiene los siguientes 6 cables:
Dos conductores de tamaño 5,26 mm2 (10 AWG) del circuito derivado no. 5, los cuales pasan
a través de la caja. De acuerdo con el punto 1 indicado arriba, el volumen que se debe dejar para
cada cable de tamaño 5,26 mm2 (10 AWG) es de 41 cm3; por lo tanto el volumen que se debe
dejar para estos conductores es de 2x41 cm3 = 82 cm3.
Tres conductores de tamaño 3,31 mm2 (12 AWG) del circuito derivado No. 1, de los cuales 1
pasa a través de la caja y dos conductores se derivan a la lámpara; de acuerdo con el inciso a) y b)
indicado arriba, estos cables son contados una sola vez. De acuerdo con el punto 1 indicado arriba,
el volumen que se debe dejar para cada cable de tamaño 3,31 mm2 (12 AWG) es de 36.9 cm3; por
lo tanto el volumen que se debe dejar para estos conductores es de 3x36.9 cm3 = 110.7 cm3.
Un conductor de puesta a tierra de tamaño 3,31 mm2 (12 AWG). De acuerdo con el punto 1
indicado arriba, el volumen que se debe dejar para el conductor de puesta a tierra es de 36.9 cm3.
En la caja debe existir un accesorio de soporte de la luminaria. De acuerdo con el punto 3 indicado
arriba, el volumen que se debe dejar para este accesorio es una vez el volumen del conductor de mayor
tamaño, que este caso sería de 5,26 mm2 (10 AWG).De acuerdo con el punto 1 indicado arriba, el
volumen que se debe dejar es de 41 cm3.
De acuerdo con lo anterior, el volumen mínimo que debe tener la caja es de:
82 cm3 + 110.7 cm3 + 36.9 cm3 + 41 cm3 = 270.6 cm3
Para este caso se puede emplear una emplear una caja redonda u octagonal 10,2 x 5,4 cm3, que tiene
una capacidad de 352 cm3, véase tabla 314-16(a), de la NOM-001-SEDE-2012.
En caso de que en lugar de la lámpara existiera un apagador o un receptáculo, de acuerdo con el
punto 4 indicado arriba, se tendría que considerar un volumen de dos veces el del conductor mayor, o
sea del de 5,26 mm2 (10 AWG), en lugar del volumen considerado para el accesorio de soporte del foco
o lámpara. En pocas palabras, se tendría que considerar un volumen de 2 x 41 cm3 = 82 cm3.
De acuerdo con la sección 314-16 inciso (c) subinciso (3) de la NOM-001-SEDE-2012 las cajas
de paso (como los codos con tapas y los codos de entrada de acometidas dentro de los cuales se instalen
conductores de tamaño nominal de 13,3 mm2 (6 AWG) o menores, y que sólo estén previstos para
completar la instalación de la canalización y los conductores contenidos en ella) no deben contener
empalmes, salidas, ni dispositivos y deben ser de tamaño suficiente como para dejar espacio libre para
todos los conductores incluidos en ellos.
De acuerdo con la sección 370-16, inciso c), de la NOM-001-SEDE-2012, las cajas de paso que
contengan conductores de tamaño nominal de 13,3 mm2 (6 AWG) o menores, y que sean distintos a las
cajas de paso mencionadas en el párrafo anterior, deben tener un área de sección transversal no menor al
doble del área de la sección transversal del mayor tubo (conduit) al que estén unidas. El número máximo
de conductores permitidos debe corresponder al número máximo permitido para el tubo (conduit)
unido al registro. Las cajas de paso no deben contener empalmes, conexiones ni dispositivos, excepto
si están marcados por el fabricante de modo legible y duradero con su capacidad en cm3. El número
máximo de conductores se debe calcular mediante el mismo procedimiento indicado arriba.
De acuerdo con la sección 314-24, de la NOM-001-SEDE-2012, ninguna caja de salida debe tener
una profundidad inferior a 12,7 mm. Las cajas de salida proyectadas para contener dispositivos que
queden a nivel deben tener una profundidad interior no menor a 23,8 mm.
196
Normatividad y diseño
De acuerdo con la sección 314-28, inciso a), de la NOM-001-SEDE-2012, en canalizaciones que
contengan conductores de 21,2 mm2 (4 AWG) o mayores y para los cables que contengan conductores
de 21,2 mm2 (4 AWG) o mayores, las dimensiones mínimas de las cajas de empalmes o de paso instaladas
en la canalización o en el tramo del cable, deben cumplir lo siguiente:
1. Tramos rectos. En los tramos rectos, la longitud de la caja no debe ser menor a ocho veces el
diámetro nominal de la canalización más grande.
2. Dobleces en ángulo o en U. Cuando se hagan dobleces en ángulo o en U, la distancia entre la
entrada de cada canalización a la caja y la pared opuesta de la misma no debe ser menor a seis veces
el mayor diámetro nominal de la canalización más grande de una fila. Si se añaden nuevas entradas,
esta distancia se debe aumentar en una cantidad que sea la suma de los diámetros de todas las demás
canalizaciones que entran en la misma fila o por la misma pared de la caja. Cada fila debe calcularse
por separado y tomar la máxima distancia.
La distancia entre las entradas de la canalización que contenga el mismo cable no debe ser menor
a seis veces el diámetro de la canalización más grande. Si en lugar del tamaño de la canalización en
los anteriores apartados, 1. y 2., se toma el tamaño nominal del cable, se debe utilizar el tamaño
nominal mínimo a la canalización para el número y tamaño de los conductores del cable.
3. Se permite utilizar cajas o cajas de paso de dimensiones menores a las establecidas en los anteriores
apartados, 1. y 2., en instalaciones con varios conductores que ocupen menos del máximo permitido
en cada tubo (conduit) –de los que se utilicen en la instalación–, siempre que la caja o caja de paso
hayan sido aprobados para ese uso y estén permanentemente marcados con el número y tamaño
nominal máximo permitidos en los conductores.
197
Figura 4.1. Plano de distribución de una casa habitación.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
198
Normatividad y diseño
199
Figura 4.1-A. Dimensiones de una casa habitación.
Figura 4.1-B. Isométrico de una casa habitación.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
200
Normatividad y diseño
Nota: La simbología utilizada para este diseño en particular refiere
lámparas fluorescentes compactas.
Figura 4.2. Patio frontal, área AO1.
Figura 4.3. Cochera, área AO2.
Figura 4.5. Baño común, área AO4.
Figura 4.4. Pasillo uno y cuarto de lavado, área AO3.
Figura 4.6. Guardarropas 1 y 2, áreas AO5 y AO6.
201
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Figura 4.7. Recámaras 1 y 2, áreas AO7 y AO8.
Figura 4.10. Recámara principal, área AO11.
Figura 4.9. Pasillo dos, área AO10.
Figura 4.8. Guardarropa, área AO9.
202
Normatividad y diseño
Figura 4.11. Guardarropa principal, área AO12.
Figura 4.12. Baño principal, área AO13.
Figura 4.13. Sala de descanso, área AO14.
Figura 4.15. Cocina, área AO16.
Figura 4.14. Comedor, área AO15.
Figura 4.16. Patio de servicio, área AO17.
203
Figura 4.17. Alambrado circuito 1. Dimensiones.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
204
205
Normatividad y diseño
Figura 4.18. Alambrado Circuito 2. Dimensiones.
Figura 4.19. Alambrado circuito 3. Dimensiones.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
206
207
Normatividad y diseño
Figura 4.20. Alambrado circuito 4. Dimensiones.
Figura 4.21. Alambrado circuito 5. Dimensiones.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
208
209
Normatividad y diseño
Figura 4.22 Alambrado circuito 6. Dimensiones.
Figura 4.23. Alambrado circuito 7. Dimensiones.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
210
211
Normatividad y diseño
Figura 4.24 Alambrado circuito 8. Dimensiones.
Figura 4.25. Alambrado circuito 9. Dimensiones.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
212
213
Normatividad y diseño
Figura 4.26. Alambrado circuito 10 Dimensiones.
Figura 4.27. Alambrado circuito 11. Dimensiones.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
214
215
Normatividad y diseño
Figura 4.28. Alambrado circuito 12. Dimensiones.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
216
Figura 4.29. Alambrado general. Dimensiones (conjunta de la figura 4.17 a la 4.29).
217
Normatividad y diseño
Figura 4.30. Patio frontal, área AO1. Circuito para acometida, alimentador y tablero.
Figura 4.31. Cochera, área AO2. Circuito de alambrado.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
218
Normatividad y diseño
219
Figura 4.32. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Patio frontal, área AO1.
Figura 4.33. Cochera, área AO2. Circuito de alambrado.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
220
221
Normatividad y diseño
Figura 4.34. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Cochera, área AO2.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
222
Figura 4.35. Pasillo 1 y cuarto de lavado, área AO3. Circuito de alambrado.
223
Normatividad y diseño
Figura 4.36. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Pasillo 1 y cuarto de lavado, área AO3.
Figura 4.37. Baño común AO4. Circuito de alambrado
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
224
225
Normatividad y diseño
Figura 4.38. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Baño común, área AO4.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
226
Figura 4.39. Guardarropa 1, área AO5 y guardarropa 2, área AO6. Circuito de alambrado.
227
Normatividad y diseño
Figura 4.40. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Guardarropas 1 y 2, áreas AO5 y AO6.
Figura 4.41. Recámara 1, área AO7. Circuito de alambrado.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
228
229
Normatividad y diseño
Figura 4.42. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Recámara 1, área AO7.
Figura 4.43. Recámara 2, área AO8. Circuito de alambrado.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
230
231
Normatividad y diseño
Figura 4.44. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Recámara 2, área AO8.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
232
Figura 4.45. Pasillo 2, área AO10 y guardarropa 3, área AO9. Circuito de alambrado.
233
Normatividad y diseño
Figura 4.46. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Guardarropa 3, área AO9.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
234
Figura 4.47. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Pasillo 2, área AO10.
235
Normatividad y diseño
Figura 4.48. Recámara principal, área AO11. Circuito de alambrado
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
236
Figura 4.49. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Recámara principal, área AO11.
237
Normatividad y diseño
Figura 4.50. Guardarropa principal, área A012 y baño principal, área AO13. Circuito de alambrado.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
238
Figura 4.51. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Guardarropa principal, área AO12.
239
Normatividad y diseño
Figura 4.52. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Baño principal, área AO13.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
240
Figura 4.53. Sala de descanso AO14. Circuito de alambrado No. 1
241
Normatividad y diseño
Figura 4.54. Sala de descanso AO14. Circuito de alambrado No. 2
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
242
Figura 4.55. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Sala de descanso, área AO14.
243
Normatividad y diseño
Figura 4.56. Comedor, área AO15. Circuito de alambrado
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
244
Figura 4.57. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Comedor, área AO15.
245
Normatividad y diseño
Figura 4.58. Cocina, AO16. Circuito de alambrado
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
246
Figura 4.59. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión. Cocina, área AO16.
247
Normatividad y diseño
Figura 4.60. Patio de servicio AO17. Circuito de alambrado.
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Figura 4.61. Vista en isométrico de tuberías y cajas de conexión.
Patio de servicio, área AO17.
248
249
Normatividad y diseño
Figura 4.62. Diagramas eléctricos de circuitos
Figura 4.63. Diagramas eléctricos de circuitos .
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
250
Capítulo
5
Unión y conexión
de los cables
AMARRES
n amarre es la unión o conexión de dos o más alambres o cables, también conocido como empalme
o conexión. Existen diferentes tipos de amarres, los cuales dependen del propósito de la unión en
una instalación eléctrica. Es importante verificar que su fortaleza, tanto en el aspecto mecánico como
eléctrico, no sea inferior a la del conductor.
En este manual mostraremos algunos de los amarres más comunes y frecuentes, tanto para alambres
como para cables. Hay que tomar en cuenta que el empalme o conexión es el punto más crítico y
vulnerable de una instalación eléctrica, por lo cual su confiabilidad depende de la buena elaboración de
dicho empalme.
U
Amarre Western Union
Este amarre nos sirve para unir dos alambres; soporta mayores esfuerzos de tensión y se utiliza
principalmente para tendidos. En la figura 5.1 se muestra el procedimiento para su elaboración.
1. Retire el aislamiento aproximadamente 8 cm de la punta de los conductores a unir, ráspelos y
límpielos correctamente.
2. Realice a cada alambre un doblez en forma de “L” a 2,5 cm aproximadamente del aislamiento.
3. Cruce los cables y con la ayuda de las pinzas comience a doblar una de las puntas enrollando
alrededor del otro conductor, apretando las espiras o vueltas con las pinzas.
4. Una vez que ha terminado de enrollar una de las puntas, repita el proceso con la otra punta
trabajando en dirección contraria.
5. Corte los sobrantes de alambre y por último suelde.
Paso 1
8 cm aproximadamente
251
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Paso 2
Paso 3
Paso 4
Figura 5.1. Amarre Western Union
Amarre Cola de puerco
Este tipo de amarre se emplea cuando los alambres no van a estar sujetos a esfuerzos de tensión excesivos.
Se utiliza para hacer las conexiones de los alambres en las cajas de conexión o salidas. En este tipo de
amarres, el encintado puede ser sustituido por un conector de capuchón (véase figura 5.2.).
1. Retire aproximadamente 5 cm de aislamiento de cada una de las puntas de los conductores a unir.
2. Coloque las puntas paralelas lo más juntas posible y con la ayuda de una pinza comience a torcer las
puntas desnudas como si fuera una cuerda.
3. Apriete correctamente el amarre. Si desea sustituir el encintado coloque el conector de capuchón.
Amarre sin conector
Figura 5.2. Amarre Cola de puerco.
252
Amarre con conector
Normatividad y diseño
Amarre Dúplex
En la figura 5.3 se ilustra este amarre, el cual es utilizado para unir alambres dúplex. Este amarre está
compuesto por dos amarres o uniones Western Union, realizados escalonadamente, con el propósito de
evitar diámetros excesivos al colocar la cinta aislante.
Amarre Western Union
1.
Uniones escalonadas
Figura 5.3. Amarre Dúplex.
Amarre de alambres en “T” o de derivación ordinaria
Para realizar una unión de un alambre a otro que corre sin interrupción, se emplea este tipo de amarre.
A continuación se presenta el procedimiento para realizar el amarre de la figura 5.4:
1. Retire aproximadamente 3 cm de aislamiento del alambre que corre, utilice navaja o pinzas. Raspe
y limpie el alambre.
2. Retire aproximadamente 8 cm de aislamiento de la punta del alambre que va a unir, se recomienda
raspar y limpiar.
3. Coloque el alambre a derivar en forma perpendicular (en ángulo recto) al alambre corrido (principal).
4. Con la mano comience a enrollar el alambre derivado sobre el alambre principal en forma de
espiras, con la ayuda de las pinzas apriete las espiras o vueltas.
5. Corte el sobrante y verifique que las espiras no queden encimadas al aislamiento. Suelde la unión.
Vueltas largas
Vueltas cortas
Alambre principal corrido
Alambre principal corrido
Alambre derivado
Alambre derivado
Figura 5.4. Amarre de alambres en “T” o derivación ordinaria.
253
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Amarre de alambres en “T” o de derivación anudada
En la figura 5.5 se presenta una variante del amarre anterior, este tipo de amarre es poco usado en la
práctica, ya que se requiere mayor tiempo para realizarlo. Su principal ventaja con respecto a la junta de
derivación ordinaria es que la derivación no podrá desenrollarse fácilmente.
Vueltas cortas
Alambre principal corrido
Nudo
Alambre derivado
Figura 5.5. Amarre de alambres en “T” o de derivación anudada.
Amarre de cables paralelos
Se emplea para hacer amarres de cables con varios hilos o alambres, principalmente en las cajas de
registros. En la figura 5.6 se muestra el procedimiento para realizar dicho amarre:
1. Retire aproximadamente 5 cm de aislamiento de las puntas de los cables a unir.
2. Coloque las dos puntas de los cables a unir paralelas y lo más juntas posible.
3. Abra un alambre de una de las puntas de los cables y comience a enrollar con la ayuda de las
pinzas.
4. Abra un alambre de la otra punta y comience a enrollar en el mismo sentido.
5. Continúe alternando los alambres de las dos puntas de los cables. Por último, suelde la unión.
Paso 1
254
Pasos 2 y 3
Normatividad y diseño
Paso 4
Paso 5
Figura 5.6. Amarre de cables paralelos.
Amarre de cables torcidos
Este tipo de empalme se muestra en la figura 5.7. Se utiliza principalmente para prolongar cables gruesos
que van a estar sujetos a esfuerzos de tensión. Para su correcta elaboración, realice los siguientes pasos:
1. Retire aproximadamente de 8 a 10 cm de aislamiento de las puntas de los cables a unir.
2. Con un alambre delgado, realice un atado en forma de anillo de aproximadamente 3 cm del
aislamiento de cada una de las puntas y con las pinzas apriételos.
3. Abra los alambres del cable tomando como punto de partida el anillo, enderece y limpie cada alambre.
4. De cada uno de los cables corte el alambre central a la altura de donde realizó la atadura del anillo.
5. Retire el anillo de una de las puntas de los cables y coloque ésta de frente a la otra punta, entrelazando
los hilos que quedaron abiertos.
6. Comience a enrollar los alambres de la punta del cable atado, en sentido contrario al trenzado del
cable al que le quitó la atadura o anillo.
7. Quite el anillo de la otra punta y comience a enrollar los hilos del otro lado, continúe enrollando
hasta que no queden puntas sueltas.
8. Con la ayuda de las pinzas, apriete las vueltas o espiras y corte los extremos sobrantes. Por último,
suelde la unión y aíslela.
Pasos 1, 2, 3 y 4
255
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Paso 5
Pasos 6 y 7
Paso 8
Figura 5.7. Amarre de cables torcidos.
Amarre de cables en “T” o de derivación múltiple
Este amarre se emplea para realizar uniones entre una punta de un cable de derivación a otro que corre
de manera continua. En la figura 5.8 se presenta el procedimiento para este tipo de amarre.
1. Retire aproximadamente de 3 a 5 cm del aislamiento del cable principal que corre; con una lija
limpie el tramo desnudo.
2. Con la ayuda de las pinzas, abra el cable principal, girándolo en sentido contrario al trenzado de
los alambres.
3. Introduzca el desarmador o las pinzas en medio de los alambres separándolos en dos partes y
formando una “V”, para que en la abertura entre la punta del cable derivado.
4. Retire aproximadamente de 3 a 5 cm del aislamiento de la punta del cable a unir, límpielo y enderece
los alambres.
5. Corte el alambre central del cable que va a unir, a partir de donde comienza el aislamiento.
6. Meta los alambres del cable a unir en la abertura del cable corrido y separe en dos partes iguales
los alambres.
7. Comience a enrollar una de las partes de los alambres del cable a unir sobre el cable principal en
sentido contrario al trenzado.
8. Enrolle la otra parte de los alambres del cable a unir en sentido contrario a la parte anterior y con la
ayuda de las pinzas apriete las espiras o vueltas.
256
Normatividad y diseño
Pasos 1, 2 y 3
Cable principal corrido
Pasos 4, 5 y 6
Cable derivado
Paso 7 y 8
Figura 5.8. Amarre de cables en “T” o de derivación.
257
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
SOLDAR Y ENCINTAR EMPALMES
De acuerdo con la sección 110-14, inciso b), de la NOM-001-SEDE-2012, los conductores deben
empalmarse con dispositivos adecuados según su uso o con soldadura de bronce, soldadura al arco o
soldadura con un metal de aleación capaz de fundirse. Los empalmes soldados deben unirse primero,
de forma que aseguren, antes de soldarse, una conexión firme, tanto mecánica como eléctrica. Los
empalmes, uniones y extremos libres de los conductores deben cubrirse con un aislamiento equivalente
al de los conductores o con un dispositivo aislante adecuado.
Se recomienda primero comenzar a soldar conexiones de alambres y posteriormente conexiones de
cables para adquirir habilidad en el proceso de soldado.
Para recubrir los empalmes o uniones de los conductores, utilizamos cintas de aislar. De acuerdo con
su uso, las podemos clasificar en tres tipos:
Cintas de plástico
Existe una gran variedad de este tipo de cintas, su diferencia estriba en la calidad, marca y precio.
Su principal característica es que tienen gran poder aislante, además de que no hacen mucho bulto
porque son muy delgadas. Debido a estas características, son las más usadas en la práctica.
Cintas de hule
Este tipo de cintas se utilizan principalmente cuando se va a realizar la instalación de los cables en
lugares donde la presencia de humedad es alta. Tienen la ventaja de que, cuando se aplican y se estiran,
se adhieren o vulcanizan una capa con respecto a la otra, impidiendo así que penetre la humedad.
Cintas de tela o de fricción
Esta es la cinta de tela impregnada con creosota; su uso está limitado a empalmes sencillos, los cuales no
van a estar expuestos a la intemperie, a la humedad o a esfuerzos de tensión excesivos.
ELABORACIÓN DE TERMINALES
La parte importante de un sistema de alambrado son las conexiones. El 80% de los problemas en un
sistema de alambrado radica en conexiones mal elaboradas, ya que las conexiones del conductor al
equipo o aparato representan puntos calientes por alta resistencia eléctrica, lo que significa un problema
para el ahorro de energía y para la seguridad contra incendios. Esto sin considerar el daño al aislamiento
de cables y equipos.
Cómo hacer conexiones
1. Enrollar la parte desnuda del conductor dos tercios o tres cuartos de la distancia alrededor del poste
del tornillo, como se muestra en la figura 5.9. La vuelta se hace de tal forma que, al girar el tornillo
para apretar, ésta tienda a cerrarse más, en lugar de abrir.
2. Apretar el tornillo hasta que el alambre esté en estrecho contacto con la parte inferior de la cabeza
del tornillo y el plato de contacto, como muestra la figura 5.10.
258
Normatividad y diseño
3. Apretar el tornillo media vuelta adicional para asegurar una conexión firme (véase figura 5.11).
4. Las figuras 5.12 a 5.14 muestran las maneras incorrectas de efectuar conexiones.
Dos tercios
Tres cuartos
Tornillo
Figura 5.9. Conexión correcta.
Contacto sin holgura
Plato de contacto
Figura 5.10. Apriete del tornillo.
259
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Alambre en contacto firme
Figura 5.11. Apriete adicional del tornillo.
Figura 5.12. Fuerza de apriete incorrecta.
Traslape
Dirección
equivocada
Figura 5.13. Diferentes tipos de conexiones incorrectas.
260
Enrollado
incorrecto
Enrollado
incorrecto
Normatividad y diseño
Media vuelta
Figura 5.14. Conexión con menos de dos tercios de vuelta.
261
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Capítulo
Presupuesto
l presupuesto de una instalación eléctrica es una de las etapas más importantes del proyecto eléctrico, pues si no se realiza adecuadamente, puede ser la diferencia entre ganar o perder dinero e
incluso podría ocasionar algo más perjudicial: perder credibilidad ante el cliente. Podemos definir el presupuesto como un proceso de generación de cédulas de materiales involucrados en el proyecto eléctrico
en el que se incluye su costo, además de la mano de obra calificada necesaria para concretarlo, junto
con un margen de utilidad, y podemos acompañarlo de toda la información técnica de los materiales
y planos eléctricos del proyecto, con lo que ganaremos una imagen y presencia que nos diferencie ante
nuestros clientes.
La factibilidad del presupuesto estará en función de una correcta interpretación de la selección de
materiales, la cual debe cuidar el aspecto normativo establecido en la Norma Oficial Mexicana NOM001-SEDE, de observancia obligatoria, y lo relativo a la funcionalidad de materiales: facilidad de
instalación, calidad del producto, soporte técnico del fabricante, valor agregado, etcétera.
Tradicionalmente la elaboración del presupuesto eléctrico representa un gran reto para el ingeniero o
técnico a cargo, quien debe tomar decisiones técnico-comerciales, con el fin de elaborar un presupuesto
técnicamente fundamentado y al mismo tiempo económicamente aceptable.
No existe una fórmula para elaborar un presupuesto eléctrico, ya que varía dependiendo de las
necesidades de cada persona y proyecto, pero, en lo general, deben tomarse en cuenta los puntos que se
describen a continuación.
E
ANÁLISIS DEL PROYECTO
Un buen presupuesto eléctrico inicia desde la conceptualización de todas las necesidades del usuario al
que se le entregará el proyecto, ya sea una vivienda, un edificio de oficinas o un local comercial. Desde
la mesa de diseño se debe analizar, entender y considerar las diferentes opciones que otorgan valor al
usuario para después concretarlas en un proyecto fundamentado técnicamente. El área de oportunidad
de cualquier presupuesto está en la habilidad de equilibrar la parte técnica, acorde con las necesidades
del usuario, con la rentabilidad. Si lo analizamos un poco, efectivamente todo está relacionado: el proyectista hace el diseño eléctrico basado en cálculos; con los cálculos se dimensionan los materiales, cuyas
dimensiones y especificaciones de manufactura deben cumplir con la normatividad de uso, la cual incluso da sugerencias de los materiales permitidos por aplicación y propósito; los fabricantes ofrecen estos
materiales certificados de acuerdo con la normativa para hacer segura su utilización; los distribuidores
de material y equipo eléctrico dan los precios; y de ahí, el proceso va de regreso a la persona a cargo del
proyecto y del presupuesto, quien integra esa información. Este ciclo es necesario y es iterativo, pues
basado en el conocimiento amplio de los detalles del proyecto, la persona encargada de este puede tomar
decisiones tanto técnicas como comerciales para optimizarlo y hacerlo más rentable.
Desafortunadamente, en algunas ocasiones la práctica común hace que el mercado solicite presupuestos
sin dar toda la información del proyecto. Obviamente esta falta de información da como resultado
presupuestos no fundamentados y de alto riesgo para el contratista, quien, al crear el presupuesto con
esta base y al ejecutar el proyecto, puede enfrentarse a discrepancias con el usuario y en ocasiones debe
absorber los gastos por cálculos de materiales y/o mano de obra implícita no considerados originalmente.
262
6
Presupuesto
En circunstancias de poca información del proyecto para los contratistas que cotizan, el cliente no tiene
un estándar de comparación y tiende a elegir el presupuesto más barato, suponiendo que este cumple
con su expectativa, la cual nunca fue conocida a detalle por quien cotizó.
Elaborar un presupuesto no significa ofrecer lo más barato, sino proporcionar una solución acorde
con los requerimientos de cada proyecto. Los presupuestos elaborados sin el dominio del proyecto o
enfocados en lo más barato no dejan nada bueno a nadie, ya sea cliente o contratista, sino que dan como
resultado instalaciones peligrosas para las personas y sus bienes, además de referencias erróneas para
futuros proyectos.
El análisis del proyecto debe hacerse considerando los planos eléctricos, memorias técnico-descriptivas
y la lista de conteo de materiales. Verifique que todos los documentos estén aprobados por el área a cargo
y por el cliente final, lo cual ayudará a evitar malentendidos. Apóyese con el diseñador, proveedor y, en
general, con aquellas personas involucradas que le puedan dar un panorama más amplio del proyecto.
VISITA A SITIO
Una vez que el proyecto se encuentre en construcción, obra negra, o en el caso de que se requiera
presupuesto por reparación o ampliación, es necesario hacer un levantamiento o recorrido a la edificación
con los planos eléctricos en mano.
Sin duda el recorrido en sitio o levantamiento es una de las actividades más comunes y útiles para la
gente involucrada en proyectos eléctricos. Un buen levantamiento brinda las siguientes ventajas:
• Da información verídica para confirmar el diseño del proyecto: que todo esté en su lugar, las paredes
donde deben, los huecos para las cajas, conteo de materiales y, en general, permite resolver todas
las dudas de diseño. Al final de cuentas, el cliente recibe la instalación eléctrica terminada, no un
plano eléctrico. Siéntase libre de hacer cuantos levantamientos sean necesarios, eso le dará seguridad y
dominio del proyecto para tomar decisiones sobre el diseño e, incluso, la oportunidad de optimizarlo.
• Permite verificar la concordancia con la norma de instalaciones NOM-001-SEDE. Si encuentra alguna
anomalía o incumplimiento a la misma, anote sus observaciones en el reporte del presupuesto, esto
ayudará en dos sentidos: primero, demostrará su conocimiento y participación en el proyecto; segundo,
quedará asentada su preocupación con respecto a una mala ejecución de obra, ajena a su alcance.
En la siguiente figura se presenta un ejemplo de levantamiento de una habitación (izquierda) con el
plano eléctrico (derecha).
Al hacer el levantamiento de la instalación eléctrica, es importante tomar en cuenta detalles que
propiamente no se indican en los planos, pero que son trabajos que alguien debe hacer, por ejemplo,
hacer la ranura en los muros para colocar la tubería y las cajas.
Habitación
Levantamiento
de habitación
263
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
SELECCIÓN DE MATERIALES Y PRECIOS
Para la selección de materiales, es necesario dedicar tiempo a conocer los productos que existen en el
mercado, sus diferencias, ventajas, precios y normativa.
Al respecto, la Norma de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE indica textualmente en el
artículo 110-2: “deben utilizarse materiales y equipos (productos) que cumplan con las normas oficiales
mexicanas y, a falta de estas, con las normas mexicanas. Los materiales y equipos (productos) de las
instalaciones eléctricas sujetos al cumplimiento señalado en el párrafo anterior, deben contar con un
certificado expedido por un organismo de certificación de productos, acreditado y aprobado”.
De acuerdo con la página Web de la Asociación de Normalización y Certificación, A.C. (ANCE):
“La certificación es el procedimiento mediante el cual se asegura que un producto, proceso, sistema
o servicio se ajusta a las normas, lineamientos o recomendaciones de organismos, tanto nacionales
como internacionales, dedicados a la normalización”. En México, ANCE se encarga de extender los
certificados de conformidad a los productos eléctricos que cumplen con lo indicado en las normas
mexicanas.
Como criterio de selección de materiales, elija los que tengan certificado de conformidad de producto
y exija a su proveedor el certificado vigente.
Por otro lado se sabe que, aun entre productos certificados, las diferencias entre marcas pueden ser
grandes, y pocas veces son identificadas por el usuario o cliente final. La facilidad de instalación, el
desempeño ante el fuego, la garantía de por vida y el cuidado del medio ambiente son factores que se
unen a los criterios de selección de materiales. En el mercado existe una oferta muy amplia de productos;
tómese su tiempo en elegir: cada fabricante tiene productos y servicios de valor agregado que pueden
hacer la diferencia en su proyecto.
Dentro del presupuesto, el cliente espera sus recomendaciones de marcas y productos. Proponga
y prefiera productos que ofrezcan valor agregado, justifique los productos y resalte los puntos que lo
llevaron a seleccionarlos, de esta forma usted trabajará con la tranquilidad de obtener un buen resultado
final, con productos de su confianza, y garantizará, por supuesto, los trabajos que haga con ellos.
Recuerde que su prestigio se forma con base en su trabajo y, si llegase a fallar cualquier material que
usted seleccionó, el cliente no se fijará en él, sino en quien lo instaló y proyectó.
Después de la selección de productos y marcas, viene una parte medular en el presupuesto: el precio
de los productos, muchas veces malinterpretado y pocas veces entendido en un mercado cada vez más
competido.
El precio del producto varía dependiendo de los materiales que lo componen, los procesos de
manufactura, el empaque, el valor agregado, etc. Para aquellos productos que utilizan metales como el
cobre y el aluminio, y que su valor impacta de manera importante en el precio total, como en el caso
de los conductores eléctricos, el precio estará directamente afectado por la cotización internacional de
los metales, ya sea incrementos o decrementos, que se verán reflejados en el precio final, incluso de un
día para otro. Es muy importante tener esto en mente, ya que durante el proceso de aceptación del
presupuesto pueden ocurrir cambios en el precio de estos materiales y ello puede afectar seriamente la
rentabilidad del presupuesto como fue diseñado inicialmente.
Para minimizar estos efectos en el presupuesto, es recomendable consultar con su distribuidor o con
el fabricante las tendencias de los metales, con el fin de estimar un precio a la fecha de compra –lo cual
dará certidumbre sobre el presupuesto entregado–, o bien, negociar con el cliente un precio variable con
el objetivo de hacer los ajustes necesarios sobre la cotización en el momento de la compra.
En el mercado actual, se pueden tomar todas la previsiones necesarias referentes a los precios de los
productos y nunca serán suficientes para satisfacer las necesidades de reducir los costos de ningún proyecto,
pero no claudique, el precio del producto es solo una referencia para marcar niveles entre competidores.
Los aspectos de diferenciación como servicio al cliente, tiempo de entrega, profesionalismo, compromiso,
experiencia, etcétera, son los verdaderos puntos clave que toma en cuenta el cliente en un presupuesto.
264
Presupuesto
MANO DE OBRA
Un aspecto fundamental, no solo del presupuesto, sino de la correcta ejecución del proyecto, es la
mano de obra, y nos referimos a la mano de obra calificada. La frase lo barato sale caro también aplica
a la habilidad, experiencia y compromiso de los técnicos electricistas involucrados en el proyecto. El
prestigio de su empresa, o el suyo como electricista, está en juego en cada trabajo, y una labor deficiente
no sólo provoca re-trabajos donde se pierde tiempo, sino que dejan una mala impresión en el cliente
que nunca se borra.
Si bien la mano de obra calificada es relativamente más cara, los beneficios para el patrón son enormes.
El sentido de confianza cliente-proveedor nace de la suma de trabajos de calidad con pagos justos. De
nada sirve utilizar productos con valor agregado si la ejecución se hace sin ningún cuidado o sentido
técnico, y viceversa.
Hoy en día la actualización y capacitación es un plus que le ayudará enormemente en proyectos
futuros. Para ello, la inversión monetaria podría ser un problema, sin embargo, existen compañías
comprometidas y convencidas de los resultados que brinda la capacitación constante, como Grupo
Condumex. Le invitamos a acercarse a los fabricantes o distribuidores para conocer los planes de
capacitación gratuita.
La cotización de la mano de obra depende de muchos factores, como: la ubicación y tamaño del
proyecto, el tiempo de entrega, el nivel de especialización requerido por el personal, etc. En general,
siempre sea claro con respecto a las actividades que deben realizarse y, para evitar malentendidos, se
sugiere desglosarlas en el presupuesto.
Ranurado de muro y colocación de tuberías y cajas.
REPORTE DEL PRESUPUESTO
El reporte del presupuesto varía dependiendo del proyecto o la persona que lo realice, lo importante
es que tenga los datos esperados por el cliente. A continuación se presentan algunos puntos, en forma
general, que debería tener un presupuesto de instalación eléctrica.
a) Generalidades. Aquí debe aparecer la información del cliente: compañía o nombre del cliente,
nombre del solicitante del presupuesto, dirección, teléfono, etc. Igualmente, tiene que incluirse la
información de su empresa: dirección, teléfono, etc. Por último, el nombre del proyecto, número o
referencia.
b) Lista de materiales, también llamada cédula de materiales y mano de obra. Generalmente se
muestra la lista de materiales en una tabla donde los encabezados presentan: descripción, cantidades,
265
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
precios, etc. En algunas ocasiones se prefiere incluir el costo de la mano de obra en el material, sin
embargo, se recomienda hacerlo por separado, con el fin de poner a detalle las actividades a realizar.
Si la lista de materiales es muy grande, es conveniente hacer un resumen del total y poner el detalle
en un anexo del presupuesto.
c) Observaciones. En las observaciones, indique todos los detalles que considere que pudieran cambiar
o reorientar el presupuesto, por ejemplo: si durante el conteo de materiales o en el levantamiento del
lugar se encontraron detalles técnicos o situaciones que podrían dificultar los trabajos y que no estén
considerados por el cliente, indíquelo aquí y agregue un anexo con la justificación de la observación.
d) Condiciones comerciales. Finalmente indique bajo qué condiciones el presupuesto es válido, es
decir, las condiciones comerciales en las cuales se obliga a cumplir, por ejemplo: tiempo de entrega,
vigencia de precios, condiciones de pago, etcétera.
A continuación se presenta un ejemplo de presupuesto.
Se requiere saber el presupuesto de una vivienda de un solo piso; el plano eléctrico se muestra en la
siguiente figura.
6m
Recámara 2
Baño
F
G
G
Pasillo
H
H
H
F
F
E
C
E
Cocina
C
C
Comedor
8m
D
Recámara 1
B
B
D
Sala
A B C
D
A
Entrada
A
266
Presupuesto
El presupuesto queda de la siguiente forma:
México D.F., a 16 de mayo de 2012
Nombre del cliente…
Dirección del cliente…
Nombre del proyecto…
Número de referencia…
At’n: Nombre del contacto…
En atención a su solicitud de presupuesto para el proyecto… con número de referencia…,
pongo a su consideración el suministro de materiales e instalación de los mismos.
El presupuesto asciende a la suma que se indica a continuación:
Conductores eléctricos
Lámparas
Interruptores
Apagadores
Otros materiales
Mano de obra
$ 0,000.00
$ 0,000.00
$ 0,000.00
$ 0,000.00
$ 0,000.00
$ 0,000.00
--------------$ 0,000.00
$ 0,000.00
-------------$ 0,000.00
Subtotal
IVA (16%)
Total
Condiciones comerciales:
Vigencia de la oferta:
Condiciones de pago:
Precios:
Tiempo de entrega:
Garantía:
30 días a partir de esta fecha
30% de anticipo, 70% a 15 días
Pesos mexicanos
2 semanas
90 días a partir de la fecha de terminación
Observaciones…
Para mayor detalle de los valores indicados, favor de consultar el anexo 1 adjunto.
Para cualquier duda o aclaración quedo a sus órdenes
Atentamente:
Nombre del responsable…
Puesto…
Compañía…
Datos de la compañía…
267
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Anexo 1
Descripción
Marca
Cantidad
Material:
268
Interruptor de seguridad,
2 x 30 A, 127/220 V
1
Fusible, 30 A, 250 V
2
Mufa de 1 ¼” de diámetro
1
Tubo conduit metálico galvanizado pared gruesa de 1 ¼” y 3 m de
longitud
1
Base para medidor de seis terminales
1
Reducción de 1¼” a ½”
1
Tubo conduit metálico pared delgada de ½”
1
Varilla de puesta a tierra de 5/8” de
diámetro y 3,05 m de longitud
1
Conector para varilla de puesta a
tierra
1
Cable Vinanel XXI RoHSM.R. tipo
THW-LS/THHW-LS CT-SR, color
negro, calibre 8 AWG
14 m
Cable Vinanel XXI RoHSM.R. tipo
THW-LS/THHW-LS CT-SR, color
blanco, calibre 8 AWG
7m
Cable de cobre desnudo, calibre 8
AWG
3m
Cable Vinanel XXI RoHSM.R. tipo
THW-LS/THHW-LS CT-SR, color
rojo, calibre 12 AWG
70 m
Cable Vinanel XXI RoHSM.R. tipo
THW-LS/THHW-LS CT-SR, color
blanco, calibre 12 AWG
70 m
P. unitario ($)
Total ($)
Presupuesto
Cable de cobre desnudo, calibre 12
AWG
55 m
Cable Vinanel XXI RoHSM.R. tipo
THW-LS/THHW-LS CT-SR, color
negro, calibre 14 AWG
90 m
Cable de cobre desnudo, calibre 14
AWG
30 m
Cable Vinanel XXI RoHSM.R. tipo
THW-LS/THHW-LS CT-SR, color
verde, calibre 14 AWG
15 m
Centro de carga QO6
1
Interruptor termomagnético 1 x
15 A
3
Interruptor termomagnético 1 x
120 A
3
Apagador sencillo, 10 A, 127 V
6
Apagador de tres vías, 10 A, 127 V
2
Tapa modular de una entrada para
apagador
4
Tapa modular de dos entradas para
apagador
1
Tapa modular de tres entradas para
apagador
1
Contacto dúplex polarizado
con puesta a tierra con tapa, 15 A,
127 V
7
Contacto con protección de falla a
tierra con tapa, 15 A, 127 V
5
Contacto de tierra aislada con tapa,
15 A, 127 V
2
Portalámparas uso interior, 660 W,
250 V
12
Portalámparas uso intemperie, 660
W, 250 V
2
Subtotal:
269
Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
Descripción
Cantidad
Mano de obra:
Instalación de acometida, incluye instalación de mufa
1
Instalación de varilla puesta a tierra, incluye excavación,
conductor del electrodo de puesta a tierra y conectores.
1
Instalación en vivienda, incluye ranurado en paredes, instalación de tubería, cajas y demás accesorios necesarios.
1
Subtotal:
270
P. unitario ($)
Total ($)
Bibliografía
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•
ENRÍQUEZ HARPER, Gilberto, Guía para el diseño de instalaciones eléctricas residenciales,
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•
ENRÍQUEZ HARPER, Gilberto, El ABC del alumbrado y las instalaciones eléctricas en baja
tensión, 2a edición, Editorial Limusa, Noriega Editores, México, D.F., 1999.
•
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Grafiese, México, D.F., 1999.
•
HARMAN, Thomas L. y Charles E. Allen, Guide to the National Electrical Code, Prentice Hall, Inc.,
Englewood Cliffs, New Jersey 07632, U.S.A., 1987.
•
Instalaciones eléctricas básicas. Mantenimiento y reparación, Colección Black & Decker para el arreglo
de la casa, 1a edición, Black & Decker, Editorial Limusa, Noriega Editores, México, D.F., 1994.
•
LESUR, Luis, Una guía paso a paso. Manual de instalaciones eléctricas, Colección Cómo Hacer Bien
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Red de Distribución Condumex Cables
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Puebla, Pue., C.P. 72140
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195 5613 /
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San Luis Potosí
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Tel. (444) 824 8070 / 824 7783 /
Fax 824 8072
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Catalina No. 205-A
Col. Petrolera
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Fax 217 0829
Tijuana
Vía Rápida Oriente No. 15447
(entre Bernardo O’Higgins y Manuel J.
Clouthier)
Col. Río Tijuana, 3ra. Etapa
Tijuana, B.C., C.P. 22226
Tel. (664) 689 3405 al 08 /
Fax 660 9685
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Parque Industrial Lagunero
Gómez Palacio, Dgo., C.P. 35070
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719 2442 / 719 0727 / Fax 719 0152
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11va. Calle Poniente Norte No. 860
Col. Centro
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Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión
se terminó de imprimir en la Ciudad de México durante
el mes de enero de 2015.
La edición consta de 4,000 ejemplares más sobrantes
para reposición y estuvo al cuidado de
la Gerencia Técnica Comercial del
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